廣義相對論的推導過程,說說相對論的推導過程

2022-07-10 17:15:32 字數 2624 閱讀 2657

1樓:瞭解不一樣的宇宙

無法完全求解的廣義相對論

說說相對論的推導過程

2樓:科技迷

狹義相對論是為了協調麥克斯韋方程組和伽利略相對性原理而出現的。麥克斯韋建立了系統的電磁場理論,並預言了電磁波的存在,指出了電磁波在真空中的傳播速度不變,始終為光速c,這與牛頓力學不符合,當時,假設光是一種波動,而普通波必須在介質中傳播,當時假定了一種介質:「以太」

還設計進行了邁克爾遜-莫雷實驗,企圖測出光相對於「以太」的速度變化,但是卻沒有發現任何變化,這個實驗證明了以太是不存在的。後來洛倫茲提出了洛倫茲變換,但當時認為這只是數學上的輔助,後來愛因斯坦徹底拋棄以太的假設,重新推匯出洛倫茲變換,提出了嶄新的時空觀,時間與空間都與慣性參考系的相對運動有關,都是相對的,這樣,真空中光速不變與伽利略相對性原理沒有了牴觸,狹義相對論誕生,後來為了融合萬有引力理論與狹義相對論,從引力質量與慣性質量相等推出了加速度與引力等效,指出了一旦有加速度或引力出現。物理規律在所以參考系中具有相同的形式,將「引力」解釋為有質量的物體使物體周圍的時空發生彎曲,使其周圍的其它物體沿著曲線運動。

創立了廣義相對論。

相對論推導過程

3樓:匿名使用者

洛侖茲變換:

設(x,y,z,t)所在座標系(a系)靜止,(x,y,z,t)所在座標系(b系)速度為u,且沿x軸正向。在a系原點處,x=0,b系中a原點的座標為x=-ut,即x+ut=0。

可令 x=k(x+ut) (1).

又因在慣性系內的各點位置是等價的,因此k是與u有關的常數(廣義相對論中,由於時空彎曲,各點不再等價,因此k不再是常數。)同理,b系中的原點處有x=k(x-ut),由相對性原理知,兩個慣性系等價,除速度反向外,兩式應取相同的形式,即k=k.

故有 x=k(x-ut) (2).

對於y,z,y,z皆與速度無關,可得

y=y (3).

z=z (4).

將(2)代入(1)可得:x=k^2(x-ut)+kut,即

t=kt+((1-k^2)/(ku))x (5).

(1)(2)(3)(4)(5)滿足相對性原理,要確定k需用光速不變原理。當兩系的原點重合時,由重合點發出一光訊號,則對兩系分別有x=ct,x=ct.

代入(1)(2)式得:ct=kt(c+u),ct=kt(c-u).兩式相乘消去t和t得:

k=1/sqr(1-u^2/c^2)=γ.將γ反代入(2)(5)式得座標變換:

x=γ(x-ut)

y=yz=zt=γ(t-ux/c^2)

速度變換:

v(x)=dx/dt=γ(dx-ut)/(γ(dt-udx/c^2))

=(dx/dt-u)/(1-(dx/dt)u/c^2)

=(v(x)-u)/(1-v(x)u/c^2)

同理可得v(y),v(z)的表示式。

尺縮效應:

b系中有一與x軸平行長l的細杆,則由x=γ(x-ut)得:△x=γ(△x-u△t),又△t=0(要同時測量兩端的座標),則△x=γ△x,即:△l=γ△l,△l=△l/γ

鐘慢效應:

由座標變換的逆變換可知,t=γ(t+xu/c^2),故△t=γ(△t+△xu/c^2),又△x=0,(要在同地測量),故△t=γ△t.

(注:與座標系相對靜止的物體的長度、質量和時間間隔稱固有長度、靜止質量和固有時,是不隨座標變換而變的客觀量。)

廣義相對論是怎麼被證明的你知道嗎?

4樓:暗受

測量地球與兩顆恆星組成的三角形的內角和,其中太陽在這個三角形中間.

測量結果內角和略小於180度,證明太陽的存在使得周圍的空間發生了彎曲——拓展:2023年,第一次世界大戰結束的時候,馬上有幾個英國物理學家投入到了檢驗廣義相對論理論的實驗之中,這個實驗就是星光偏折實驗。

星星,在夜空中眨著眼睛。其實,這些我們人類肉眼能看到的星星,至少離我們地球有幾光年甚至更遠。

那麼遠的距離,對地球人來說,星星發過來的光就是一束平行光線。但是,因為地球是在太陽的引力場中運動的,所以我們可以使用廣義相對論的語言:這束平行光線也是一根「類光測地線」。

因為廣義相對論使用的數學工具是微分幾何學,所以測地線的方程很容易用微分幾何的語言寫出,因此可以從數學的角度來描述星光在引力場中的運動軌跡。希望能幫到你,望採納,謝謝加油!

5樓:瞭解不一樣的宇宙

無法完全求解的廣義相對論

愛因斯坦的廣義相對論是怎麼被證明的?

6樓:匿名使用者

2023年,第一次世界大戰結束的時候,馬上有幾個英國物理學家投入到了檢驗廣義相對論理論的實驗之中,這個實驗就是星光偏折實驗。

星星,在夜空中眨著眼睛。其實,這些我們人類肉眼能看到的星星,至少離我們地球有幾光年甚至更遠。

那麼遠的距離,對地球人來說,星星發過來的光就是一束平行光線。但是,因為地球是在太陽的引力場中運動的,所以我們可以使用廣義相對論的語言:這束平行光線也是一根「類光測地線」。

因為廣義相對論使用的數學工具是微分幾何學,所以測地線的方程很容易用微分幾何的語言寫出,因此可以從數學的角度來描述星光在引力場中的運動軌跡。

7樓:開播益智匯

愛因斯坦的廣義相對論到底是什麼理論?

相對論光速,相對論 光速

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狹義相對論和廣義相對論是兩本書嗎?

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