萬維鋼老師開講:愛因斯坦“相對論”我的抄錄

一切勻速直線運動或者靜止的坐標系下,物理定律都是一樣的,句號。這句話叫“相對性原理”。

1、光速c = 299,792,458 米/秒.

2、光速相對于誰,答案是不管相對于誰,它都是同一個數(shù)。

我們過去認為不同坐標系下的速度不是應該疊加嗎?比如你在一艘航行的郵輪上游泳,而我在陸地上看你游泳,那么我看到你游泳的速度應該是,你在泳池里的速度+郵輪的航行速度。

而現(xiàn)在不管你在哪個坐標系里,光速永遠不變,“光”有問題?

愛因斯坦說,不是光有問題,而是我們的時空觀有問題。

論證時間會膨脹:

前提:1、只要你堅信相對性原理 2、光速不變
狹義相對論的各個結論就都可以通過數(shù)學公式推導出來。

思想實驗:

看下面這張圖中是一個長條形的盒子。


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盒子的一段(A)有一個發(fā)射裝置,它可以在垂直方向發(fā)射一個光脈沖,,另外一段(B)是一面鏡子。我們要研究的就是光從盒子的一端出來,到達鏡子,然后再反射回去,這么一個過程。

為此,我們首先要定義兩個“事件”。在相對論里時間和空間都是相對的,但是事件是絕對的,發(fā)生了就是發(fā)生了,沒發(fā)生就是沒發(fā)生。

我們把光離開盒子的發(fā)射端這件事情稱為“事件1”,把光經過鏡子反射紙后又回到這個地方,稱為"事件2"。我們假設盒子的兩個端點之間的距離是L。

好?,F(xiàn)在請問,事件1和事件2這兩件事之間,間隔多長時間呢?

如果你跟盒子是在同一個坐標系內——也就是說,盒子相對于你是靜止的——那么答案非常簡單:光走的路線是2倍的L,而光的速度是c,

所以時間:?t=2L/c。

但是,如果你跟盒子不在同一個坐標系內,答案就不是這樣了。我們假設你站在地面不動,而盒子相對于你,以速度v在水平的方向運動,如下圖


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盒子在動你不動,那么在你看來,從光離開發(fā)射裝置(事件1)到光打到鏡子上,這個路線就不是垂直的了,因為事件1之后盒子要走過一小段距離。現(xiàn)在光要走的路線是一個以L為直角邊的一個直角三角形的斜邊,我們用D表示。

所以在你看來,事件1和事件2的間隔時間應該是:?t'=2D/c。

斜邊總比直角邊長,D>L,所以?t'>?t

我們可以想象一個人跟著盒子走,另一個人在地面上看著盒子走,在看著盒子走的人看來,自己的時間過得比較快,而跟著盒子走的那個人的時間比較慢。

用老百姓的話說,這就是“運動物體的時間會變慢!”的大概意思。

我之所以原文抄錄是因為我知道相對論,但是我不知道它是如何證明的,知道了這些道理除了自己喜歡之外,我也不知道它有什么用處!

慢多少呢:這是一道平面幾何題,考慮剛才那個直角三角形的另一邊直角長度是v?t’/2很容易導出


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