第13节匀速绝对相对论.doc

数理揭谜三部曲(2)：动力学之谜与美

第2章匀速绝对相对论

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第13节匀速绝对相对论

1新理论的约定与前提

1.1新理论的约定

匀速绝对相对论是两相对匀速运动的参照系OXYZ和oxyz之间的力学变换．设OXYZ系和oxyz系相对运动前完全重合．然后设oxyz系以正实常数u的速率沿+X轴运动，或OXYZ系以正实常数u的速率沿–x轴运动．约定OXYZ系和oxyz系中各物理量分别用大写字母与小写字母表示．如，OXYZ系中的时间；位置矢量；X，Y，Z轴坐标；X，Y，Z轴单位矢量；长度；速度；质量；动量；加速度；力；动能；静能；总能分别用大写字母

T；R；X，Y，Z；I，J，K；L；V；

M；P；A；F；；；E

表示．oxyz系中的上述各量分别用小写字母

t；r；x，y，z；i，j，k；l；v；

m；p；a；f；；；e

表示．

1.2新理论的前提

1.2.

光子速度发射性原理为：

光子从光源发射出来且相对于光源在真空中的传播速度恒为

c?2.99792458m/s．(13.1)

1.2.2

实物速度界限性原理为：

任何实际物体(含光子等微观粒子)的速度v可无限趋于、但是永远小于理想速度或界限速度或极限速度w，即：

v?w．(13.2)

1.2.3

自然理律律绝对性原理为：

一切自然理律在所有参照系中都有相同的形式．自然理律就是客观存在的道理和规律，包括公理、原理、定律、定理等．

2新理论的内容与推导

2.1前部的变换式

2.1.

爱因斯坦推导洛仑兹变换式的数学方法非常繁琐、复杂和难懂，致使许多人认为爱因斯坦的方法错误．为此，我以图13.1为例，提出一个简单易懂的相对运动法，现简述如下：

图1

图13.1坐标变换式的新推导

?

uT

因为两个相对匀速运动的参照系的坐标轴方向可以任意选择，所以设参照系OXYZ（时间坐标用T表示）和oxyz（时间坐标用t表示）开始相对匀速运动前完全重合，开始相对匀速运动后，从T?t?0时刻起，视OXYZ为静止，oxyz以正实常数u的速率沿+X轴运动；从OXYZ和oxyz的公共原点O(o)沿+X轴发射一理想物体W（速率为w）．经过T秒或t秒后，oxyz系的原点o到达OXYZ系中的A点，或OXYZ系的原点O位于oxyz系中的a点；理想物体W到达OXYZ系中的B点，或到达oxyz系中的b点，如图13.1所示．故B点或b点的坐标分别为：

(

(13.3)

(

(13.4)

从图13.1知，OXYZ测得：

OB?wT，OA?uT．

所以

AB(ob)?OB?OA?wT?uT．

从图13.1知，oxyz测得：

ob(AB)?wt．

设相对运动系与相对静止系测得同一长度之比为，则有：

??，

所以

wt?(wT?uT)．(13.5)

若不改变OXYZ和oxyz的上述运动状态，而只是将oxyz视为静止，则OXYZ便以u的速度量值沿–x轴运动．此时oxyz测得：

ob?wt，oa?–ut．

所以

ab(OB)?ao?ob?ob–oa?wt?ut．

参照系OXYZ测得：

OB(ab)?wT．

因为已设相对运动系与相对静止系测得同一长度之比为，所以

??，

所以

wT?(wt?ut)．(13.6)

将(13.5)式和(13.6)式两边分别相乘得：

wt?wT??(wT?uT)?(wt?ut)，，

，

因为倍数不能为负，所以

，

即

?（其中β?）．(13.7)

由(13.3)，(13.4)，(13.5)，(13.6)式得坐标变换式为：

(

(13.8)

(

(13.9)

2.1.2新理论的速度变换式

将坐标变换式(13.8)，(13.9)的各式微分后再将前3式分别除以第4式得速度变换式为：

(

(13.10)

(

(13.11)

2.2质速间关系式

设小球1，2静止时的质量都为，速度量值为u时的质量都为m；小球1，2分别静止在oxyz系的原点o和OXYZ系的原点O；T?t?0时刻，oxyz系以匀速度量值u沿+X轴开始运动．由于OXYZ系和oxyz系完全对等，所以OXYZ系和oxyz系测得小球1，2的总质量和总动量分别为：

MX?mx?k(??m)；

MXVX?k(??m)VX????0?km?u?kmu，

(??m)VX?mu；

mxvx?k(??m)vx???0?km?u??kmu，

(??m)vx??mu．

?1，．

将上式代入(13.11)式得：

，，

?，．

解此方程得：

???．

将??代入(??m)???mu得：

???mu，

???u，

?，

?，

?，

?1?，?．

因为和都不能为负数，