Ⅰ 经典力学相对性原理与狭义相对论的相对性原理有何不同
经典力学相对性原理只适用于描述机械运动的力学规律,采用的是各惯性系不变的绝对时空观,推导出的是伽利略变换,可以保证机械力学规律的坐标变换不变性,但不能保证电磁运动规律的坐标变换不变性,所以本质上只适用于低速力学现象。
狭义相对论的相对性原理适用于包括力学规律和电磁规律在内的一切物理定律,采用的是各惯性系不同的相对时空观,推导出的是相对论变换,不但可以保证机械力学规律的坐标变换不变性,还能保证电磁运动规律的坐标变换不变性,所以本质上即适用于低速力学现象也适用于高速现象。
给定一个物体,它相对于一些物体运动,标志出这些物体,然后用数列与这些距离相对应,于是这些物体就成为参照物,而给定物体到这些物体的距离的全体就成为参照空间。对应于距离的数之全体组成为一有序系统。
这样同参照物联系在一起的坐标系,也就被引进来了。所谓处所的相对性原理就是坐标系的平等性;从一个坐标系转换到另一个坐标系的可能性;以及给出坐标变换时物体内部的特性和物体内部的各质点的距离及其结构的不变性。
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相对性原理,运动系与静止系是平等的,运动系中的1米与静止系中的1米相同。所谓一米(就是空间大小)指的是空间上不同两点间的空间间隔。
无论我们用静止系描述空间上的点,还是用运动系描述空间上的点,空间两点间的间隔是不变的,是相同的。例如上面,静止系从10米远的地方到11米处,在运动系就是100米远的地方到101米处。
狭义相对性原理虽然把伽利略相对性原理(力学相对性)推广到了整个物理领域,但并不包括非惯性参考系。爱因斯坦把相对性原理推广到一切参考系,指出物理定律在一切参考系中都具有相同的数学形式,这就是相对性原理。
物理定律在任何惯性系中具有相同的数学形式,即洛伦兹变换对于除引力外的经典物理学定律具有协变性。
爱因斯坦把伽利略相对性从力学领域推广到包括电磁学在内整个物理学领域,指出任何力学和电磁学实验现象都不能区分惯性系的绝对运动,包括相对静止或者匀速直线运动。该原理与光速不变原理是狭义相对论的两个基本公设。
参考资料来源:网络——狭义相对性原理
参考资料来源;网络——相对性原理
Ⅱ 侠义相对论和经典力学的关系
个人认为可以以这样的高度总结地来看:
经典力学是狭义相对论在低速(v<<c)条件下的近似。在狭义相对论的所有公式中,只要令v<<c,在数学上稍作变换,就会发现,它们将全部退化为牛顿的经典力学公式。
而广义相对论,则是在狭义相对论的基础上加入了引力的概念,是讨论时间、空间、引力三者的相互关系的理论,更为复杂。但同样,他也并不是完全推翻了经典力学,经典力学仍然是特定条件下的近似理论。
纵观人类科学发展史,任何一种理论,只要它能符合严密的逻辑,并且能合理地解释已发现的实验现象,还能够成功地预言尚未发现的现象并最终被实验所证实。那么,这个理论就不可能是完全错误的。但是它也绝不可能是完美的。因为它永远只是自然界的客观规律在某些特定条件、特定适用范围内的近似形式。也正因此,自然界是可以被认识的,但认识是永无止境的。
Ⅲ 经典力学时空观与相对论时空观有何不同
狭义相对论和经典力学的时空观区别是:时间进程不同、空间不同、物质对空间和时间的影响。
1、时间进程不同:
经典时空观在任何惯性参考系,时间进程的速度都是一样的;狭义相对论时空观时间的流逝速度是相对的。
2、空间不同:
经典时空观空间是平坦均匀处处一样的,狭义相对论时空观空间和时间是联系在一起的,时空不平坦。
3、物质对空间和时间的影响:
经典时空观空间物质本身不对时间和空间产生作用和影响,狭义相对论时空观物体会对周围的时空产生影响,比如大质量的黑洞的超强引力能使其周围的时空严重扭曲,以致于时间进程几乎终止。
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相对论中的光速不变性可以从理论上由麦克斯韦方程组得出:c=1/(ε0μ0)1/2,光速由真空介电常数ε0与磁导率μ0决定,是一个不变的常数,并且不依赖于参考系的选择。光速不变原理是宇宙时空对称性的体现。
狭义相对论不但可以解释经典物理学所能解释的全部物理现象,还可以解释一些经典物理学所不能解释的物理现象,并且预言了不少新的效应。
它导致了光速是极限速度,导致了不同地点的同时性只有相对意义,预言了长度收缩和时钟变慢,给出了爱因斯坦速度相加公式、质量随速度变化的公式和质能关系。此外,按照狭义相对论,光子的静止质量必须是零。