special theory of relativity

狭义相对论

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当我们听到有关爱因斯坦的狭义相对论 (或者相对论狭义相对论, 使用真实姓名), 我们认为著名的 E = mc^2 方程, 而奇怪的事情就像孪生佯谬. 虽然这些东西都是真实和重要, SR试图解决的问题是一个完全不同的一个. 这是捍卫物理学基本原理的尝试.

相对论的基本原理是,物理定律当你移动没有加速不改. 换句话说, 以恒定速度运动距离​​是固定不可区分, 这就是为什么,而在一个平台上的静止火车里,你是移动的,你可能有这种错觉, 你旁边开始移动,当火车. 无论实验,你能做到不会告诉你无论你是站着或移动.

If you think about it, 它必须是这样. 如果只有两个物体在宇宙, 那就没有任何意义说哪一个是移动. 只有相对运动具有物理意义. 与每个移动对象相关联是一个坐标系, 或者参照系, 所谓的惯性系. 所有的惯性系是等价的, 这被认为是对称性在物理学和被称为相对性原理.

对称性与守恒定律

现在, 让我们一短超时谈谈物理学中的对称性. 当你听到这个词的对称性, 您认为的对象看起来一样,当你将其旋转或翻转他们. In physics, 这个想法是再往前走一点. 物理学定律当你在不同的地方尝试他们不改变的事实,也是自然的对称, 所谓平移对称.

有一个叫诺特定理数学原理, 其中规定,只要你有一个对称, 你会发现一个相应的守恒量. 平移对称性与动量守恒通过这个定理相关. 另一种对称性是物理定律随时间不变 (这是一件好事, 否则我们没有任何业务美其名曰 “法律”). 这种对称性具有相应的守恒量, 这是能量. 这个数学事实是你为什么不能申请专利永动机的原因. 它违反了能量守恒定律. 如果它实际上没有工作, 那岂不是它管理的规律不会随时间变化. 换句话说, it might not work tomorrow.

惯性系的不可分辨的对称性 (相对性原理) 在运动的电学和磁学也是如此. 顺便说说, 我不知道相应的守恒量是什么, 但我怀疑它是空间或时空向量的长度, 根据您是否使用预爱因斯坦 (伽利略) 或交 - 爱因斯坦 (洛伦兹) 相对论. 线圈旁边移动到磁铁发电. 所产生的电力的量仅取决于相对速度, 不要紧,无论你移动线圈或磁铁. 所以惯性系等价的原则,为电力和磁力也同样适用. 在电磁麦克斯韦方程描述 (在电场和磁场对电流和电荷与空间和时间变化) 应该是“协变” - 意思, 它应以同样的改变是作为坐标变换. 否则, 微波炉将以不同的工作在飞机上.

special relativity

一种解决方案麦克斯韦方程的是电磁波 (光) 在移动它的速度. 这些方程的协方差意味着在任何惯性帧测定时的光的速度必须是相同的恒定. 基于这种观察, 爱因斯坦推测,光的速度恒定是大自然的基本定律. 一旦你接受了这一假设, 我们必须承认,不同惯性系中测量时,它不会改变. 为了使该速度是一个常数, 空间和时间将必须代替改变. 我们将深入探讨这个恒定, 无论是在物理学和哲学方面, 在下一节.

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