万维钢老师开讲:爱因斯坦“相对论”我的抄录

一切匀速直线运动或者静止的坐标系下,物理定律都是一样的,句号。这句话叫“相对性原理”。

1、光速c = 299,792,458 米/秒.

2、光速相对于谁,答案是不管相对于谁,它都是同一个数。

我们过去认为不同坐标系下的速度不是应该叠加吗?比如你在一艘航行的邮轮上游泳,而我在陆地上看你游泳,那么我看到你游泳的速度应该是,你在泳池里的速度+邮轮的航行速度。

而现在不管你在哪个坐标系里,光速永远不变,“光”有问题?

爱因斯坦说,不是光有问题,而是我们的时空观有问题。

论证时间会膨胀:

前提:1、只要你坚信相对性原理 2、光速不变
狭义相对论的各个结论就都可以通过数学公式推导出来。

思想实验:

看下面这张图中是一个长条形的盒子。


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盒子的一段(A)有一个发射装置,它可以在垂直方向发射一个光脉冲,,另外一段(B)是一面镜子。我们要研究的就是光从盒子的一端出来,到达镜子,然后再反射回去,这么一个过程。

为此,我们首先要定义两个“事件”。在相对论里时间和空间都是相对的,但是事件是绝对的,发生了就是发生了,没发生就是没发生。

我们把光离开盒子的发射端这件事情称为“事件1”,把光经过镜子反射纸后又回到这个地方,称为"事件2"。我们假设盒子的两个端点之间的距离是L。

好。现在请问,事件1和事件2这两件事之间,间隔多长时间呢?

如果你跟盒子是在同一个坐标系内——也就是说,盒子相对于你是静止的——那么答案非常简单:光走的路线是2倍的L,而光的速度是c,

所以时间:∆t=2L/c。

但是,如果你跟盒子不在同一个坐标系内,答案就不是这样了。我们假设你站在地面不动,而盒子相对于你,以速度v在水平的方向运动,如下图


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盒子在动你不动,那么在你看来,从光离开发射装置(事件1)到光打到镜子上,这个路线就不是垂直的了,因为事件1之后盒子要走过一小段距离。现在光要走的路线是一个以L为直角边的一个直角三角形的斜边,我们用D表示。

所以在你看来,事件1和事件2的间隔时间应该是:∆t'=2D/c。

斜边总比直角边长,D>L,所以∆t'>∆t

我们可以想象一个人跟着盒子走,另一个人在地面上看着盒子走,在看着盒子走的人看来,自己的时间过得比较快,而跟着盒子走的那个人的时间比较慢。

用老百姓的话说,这就是“运动物体的时间会变慢!”的大概意思。

我之所以原文抄录是因为我知道相对论,但是我不知道它是如何证明的,知道了这些道理除了自己喜欢之外,我也不知道它有什么用处!

慢多少呢:这是一道平面几何题,考虑刚才那个直角三角形的另一边直角长度是v•t’/2很容易导出


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