广义相对论和狭义相对论的区别

广义相对论和狭义相对论的区别,第1张

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1、研究对象不同狭义相对论主要是时间和空间的关系,就是在相对速度的参考系中的时间和空间关系。

例如在相对於参考参考系的另一个以接近光速移动的参考系中的时间会相对延长,距离会相对缩短。

广义相对论主要是处理引力和加速度等效的问题,牵涉到时空扭曲。

2、发表时间不同狭义相对论(Special Theory of Relativity)是阿尔伯特·爱因斯坦在1905年发表的题为《论动体的电动力学》一文中提出的区别于牛顿时空观的新的平直时空理论。

广义相对论(General Relativity)描写物质间引力相互作用的理论。

其基础有A.爱因斯坦于1915年完成,1916年正式发表。

相对论的应用相对论主要在两个方面有用:一是高速运动(与光速可比拟的高速),一是强引力场。

在医院的放射治疗部,多数设有一台粒子加速,产生高能粒子来制造同位素,作治疗或造影之用。

氟代脱氧葡萄糖的合成便是一个经典例子。

由于粒子运动的速度相当接近光速(0.9c-0.9999c),故粒子加速的设计和使用必须考虑相对论效应。

全球卫星定位系统的卫星上的原子钟,对精确定位非常重要。

这些时钟同时受狭义相对论因高速运动而导致的时间变慢(-7.2 μs/日),和广义相对论因较(地面物件)承受着较弱的重力场而导致时间变快效应(+45.9 μs/日)影响。

相对论的净效应是那些时钟较地面的时钟运行的为快。

故此,这些卫星的软件需要计算和抵消一切的相对论效应,确保定位准确。

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这里只能简单介绍一下相对论,稍微了解一下这个理论的一些基本内容,毕竟没人敢说真正理解相对论啊。

在二十世纪初,爱因斯坦相继创立了狭义相对论和广义相对论,给经典物理学带来了变革,翻开了现代物理学的全新篇章。

狭义相对论在经典物理学中,时空是绝对的,但狭义相对论指出时空是相对的。

狭义相对论有两大基础:其一是相对性原理,物理定律在所有的惯性系中都是相同的;其二是光速不变原理,光速在所有的惯性系中保持一个恒定常数。

由此可以得出几大推论:1)动尺变短如果一根尺子以一定的速度运动,则观察者将会测量到这根尺子变得比静止的时候更短。

2)动钟变慢如果一个时钟以一定的速度运动,则在它之上的时间流逝速度将会变慢。

如果与静止的时钟相比,运动时钟走得更慢。

狭义相对论的时间膨胀效应表明,物体运动速度越快,时间流逝就越慢。

这个效应已在实验中得到证实,而且还被应用于全球定位系统。

3)质能方程从狭义相对论中还能导出著名的质能方程E=mc^2,这个公式揭示了质量和能量可以互相转换,它也是核反应的理论基础。

广义相对论广义相对论主要与引力有关,它揭示了引力的本质——即引力是物体弯曲时空的结果。

物体的质量越大,扭曲时空就越显著,表现出的引力作用就越强。

广义相对论预言了诸多现象:1)黑洞如果物体的质量大到一定程度,它会极度扭曲时空,以至于连光都无法从中逃逸出来,这就是黑洞。

2)广义相对论的时间膨胀效应时空扭曲的程度还会影响时间的流逝速度。

时空扭曲越显著,引力场越强,时间流逝速度就越慢。

这个效应已在实验中得到证实,而且还被应用于全球定位系统。

3)引力波两个大质量天体互相接触,会在时空中产生显著的涟漪,它以光速向外传播,这就是引力波。

在去年年初,引力波已经被直接探测到。

简而言之,广义相对论可以借用著名物理学家约翰·惠勒的一句名言来概述:物质告诉时空如何弯曲,时空告诉物质如何运动。

以上是关于狭义相对论和广义相对论的简单介绍,想要深入了解可以去看一些相关专著,或者直接去拜读爱因斯坦的原著。

我们先说狭义相对论包括的主要内容:狭义相对论是由爱因斯坦、洛仑兹和庞加莱等人创立的,应用在惯性参考系下的时空理论,是对牛顿时空观的拓展和修正。

主要内容包括两大基本原理:光速不变原理和狭义相对性原理。

数学是洛伦兹坐标变换。

推导出的结论有时间膨胀(爱因斯坦延缓),长度收缩(洛伦兹收缩),同时的相对性,相对论质量,相对论力学,相对论能量,相对论动量与能量。

主要实验包括横向多普勒效应实验高速运动粒子寿命的测定1、在超新星爆发中产生的宇宙射线,在近光速运动中半衰期延长。

2、在粒子加速中派介子半衰期延长3、携带原子钟的实验。

广义相对论的主要内容:广义相对论是现代物理中基于相对性原理利用几何语言描述的引力理论。

该理论由阿尔伯特·爱因斯坦等人自1907年开始发展,最终在1915年基本完成。

[1]广义相对论将经典的牛顿万有引力定律与狭义相对论加以推广。

在广义相对论中,引力被描述为时空的一种几何属性(曲率),而时空的曲率则通过爱因斯坦场方程和处于其中的物质及辐射的能量与动量联系在一起。

广义相对论的基本原理是狭义相对论的基本原理加上等效原理。

数学是黎曼几何。

推导出的主要结论是爱因斯坦场方程。

时空弯曲,黑洞,几何化的引力理论,引力时间膨胀和引力红移,光线偏折和引力时间延迟,测地线效应和参考系拖拽,引力波,黑洞,宇宙学等等。

广义相对论和狭义相对论的主要区别是:广义相对论是狭义相对论的直接推广。

如果狭义相对论只适用于惯性参考系的话,那广义相对论适用于所有的参考系。

同时广义相对论还能够描述一系列强引力场的物理。

也可以认为广义相对论是弯曲空间中的狭义相对论。

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