The important thing is not to stop questioning. Curiosity has its ....ppt

第12讲 相对论的世界 爱因斯坦Albert Einstein 父亲Hermann 在伯尔尼Bern专利局的办公室 在犹太人团体的聚会上 1903年与第一任妻子Mileva结婚 “在四位近代物理学创立者的基础上我得以建立自己的理论” 相对论前史 惯性定律 伽利略变换 乐观的世纪末 普朗克（德国） Max Plank, 1858~1947 麦克斯韦（英国）James Clerk Maxwell 1831-1879 验证以太 迈克逊 （美国）Albert A. Michelson1852~1931 Wilson 山上的小屋 菲兹杰拉德(爱尔兰) George Francis FitzGerald1851~1901 洛伦兹（荷兰）Hendrik Lorentz 1853-1928 洛伦兹变换 狭义相对论 狭义相对论的两条原理 爱因斯坦的思想试验 Gedankenexperiments 1. 同时性Simultaneity 牛顿力学 相对论 2. 与坐标系运动方向相垂直的运动的物体长度没有变化 Nothing Happens To Lengths Transverse To A Boost 3. 时间膨胀Time Dilation 两个钟表按速度v运动 4. 洛伦兹收缩 Lorentz Contraction 爱因斯坦与洛伦兹的区别 洛伦兹变换 1907年, 质能公式 牛顿力学：动能 如果物体得到能量E0 ，则其惯性质量将增加 惯性质量不是一个常数 能量守恒=质量守恒 经典力学需要根据狭义相对论进行修正 爱因斯坦与齐拉德Leo Szilard (1898-1964) 广义相对论 孪生子悖论 Paradox of Twins 狭义相对论: 物理学定律仅仅对于惯性系有效 引力质量与惯性质量 引力场: 从一个坐标系过渡到另一个坐标系的“桥梁”。 水星近日点的进动 引力红移 1913年爱因斯坦致函美国天文学家G.E. Hale，敦促天文学家观测星光的引力效应。但是，由于第一次世界大战，没有得到相应。 1919年5月29日日食 爱丁顿（英国）Arthur Stanley Eddington1882~1944 The End v v L 光线 镜子钟表A 镜子钟表B 光线往返一次的时间 =? L 光线 vΔt v 光线在两个镜子中往返一周的时间为： v O 观测者O: 杆子的长度 v O X 哦，怎么缩短了？ 我的钟比你的慢。 在1905年之前的所有有关论文中，从来没有提到相对性原则 颠倒了洛伦兹的逻辑，将相对性作为一个原则，而不是一个问题 光速对于所有观测者来说都是不变的是作为一个原则 光速的不变性仅仅是表面的，是他的理论的一个推论 在运动坐标系中的时间膨胀是一个数学技巧 时间间隔的测量在所有统一的运动参照系中都是一样合法的 长度收缩是用分子间的力可以说明的一种真实的效应 这仅仅是观测到的一种现象 静质量: m0 惯性质量: m 光子等速度为c的物质的静质量为0 物质的惯性质量可以表示它的能量 经典物理学的两种物质，即质与能 第一种有重力，第二种没有重力 能一直被认为是没有重力的，因为它的质量太小 把３万吨水变为蒸汽的热量称起来只有１克重 狭义相对论的两个祭品 1. 以太 2. 质能关系 能量守恒+质量守恒=质能守恒 相对论: 质量与能没有重要的区别 能具有质量，质量代表着能量 修正主要影响高速运动状态下的定律 日常所见物体，经典力学的定律仍然有效 1930年代， 科学家已经可以分裂原子核，爱因斯坦的质能公式 E=mc2得到验证。 铀核的裂变刚刚被发现。铀可以被用来制造能量巨大的毁灭性炸弹。 1939年8月与1940年3月，爱因斯坦与齐拉德致信美国总统罗斯福。 狭义相对论 相对论前史 引力场的思想试验 广义相对论的验证 朗之万（法国） 1911年4月 波隆那哲学家大会 广义相对论: 物理学定律对一切相对作任意运动的坐标系都有效 思想试验：升降机 桥梁的礅柱: 引力质量 = 惯性质量 外面的观察者: 存在引力场, 升降机在引力场中加速运动 里面的观察者: 升降机是静止的，引力场不存在的, 1859年勒威耶发现水星近日点进动的观测值比牛顿理论每世纪快38’’ 观测值 每世纪43”.11 相对论 每世纪43”.03 广义相对论预言：从太阳表面发出的谱线与