爱因斯坦及其相对论1

1、狭义相对论的创立•经典物理学的危机•1900年英国物理学家开尔文勋爵(w.汤姆逊)在一篇展望20世纪物理学的文章中提到“在已经建成的大厦中,后辈物理学家只要作些零碎的修补工作就行了”但他又指出“在物理学的晴朗天空的远处,还有两朵小小的令人不安的乌云”,这两朵乌云是指黑体辐射实验和迈克耳孙-莫雷实验.1.2狭义相对论的两个假设1905年,爱因斯坦发表了六篇论文,提出“布朗运动理论”,“光的量子论”,“狭义相对论”,并在运动物体的电动力学宣布“以太”是多余的.提出了两个假设：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的相对性原理真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的光速不变原理2.狭义相对论的主要结论2.1运动时钟的延缓2.2物体在运动方向上的收缩时空相对性的实验验证21cvtt21cvll相对速度可与光速相比时，时间与空间的相对性才比较明显．狭义相对论的结论已经完全得到证实，实际上它已经成为微观粒子研究的基础之一．狭义相对论的其他三个结论相对论的速度叠加公式相对论质量质能方程v车厢运行速度240000km/su车外的人看到车上人相对地面的速度为：1.2.4相对论的速度叠加公式21cvuvuu1.2.5相对论质速关系物体的运动速度不能无限增加，那么物体的质量是否随着速度而变化？严格的论证表明，物体高速（与光速相比）运动时的质量与它静止时的质量之间有下面的关系：201cvmmm为运动质量m0为静止质量物体的能量和质量之间存在着某种联系：物体的能量和质量之间存在密切的联系，他们的关系是：1.2.6质能方程这就是著名的质能方程§2广义相对论狭义相对论是在惯性参考系里关于空间—时间的理论。广义相对论推广到非惯性系，是关于引力的理论。惯性系疑难：地球自转宇宙中不存在真正的惯性系。惯性系不应具有特殊的地位！221043sm.231095sm.地球公转2.1广义相对论的基本原理：A、广义协变原理物理规律在一切参照系中都成立，一切物理规律对于任何参照系而言都应具有相同的数学形式。B、等效原理惯性质量与引力质量amF惯2rGMmF引在大约10-8的相对精度内，两者相等。引力场和加速度的效应等价。等效原理：一个均匀的引力场与一个匀加速运动的非惯性系等效。2.2、广义相对论的主要结论引力导致空间弯曲引力大的地方时钟走得慢弯曲光线•广义相对论指出当光线经过一些大质量的天体时，它的路线是弯曲的，这源于它沿着大质量物体所形成的时空曲率。•黑洞是极大质量的浓缩，它周围的时空非常弯曲，即使是光线也无法逃逸。2.3.广义相对论的一些预言及实验验证2.3.1、水星近日点的进动2.3.2、光束弯曲2.3.3、回波延迟