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【相对论讲解】某大学物理系渣渣来讲一讲相对论
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Demonold
博士
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讲的不会太深,关于相信利用相对论穿越时空的可以看看,民科勿扰
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1楼
2016-04-15 15:46
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Demonold
博士
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二楼自占。在写论文,更得慢
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2楼
2016-04-15 15:47
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Demonold
博士
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首先,相对论分为狭义相对论和广义相对论,爱因斯坦先提出来的狭义的,后来提出来的广义的,但是爱因斯坦获得诺奖是因为他发现光电效应,和相对论没关系
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3楼
2016-04-15 15:48
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Demonold
博士
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一,狭义相对论
首先明确两个大前提,这是相对论成立的基础
1,光速不变性原理,就是说,不过参考系怎么运动,光速(真空中)都是不变的。比如一辆车,相对于地面速度为0.5c,车头打开了灯,灯光向前照射,有人说,车头发出的光,速度相对于地面为0.5c+c=1.5c,这是错的。不管是相对于地面还是车,光速都是c。这个有速度叠加公式,有兴趣的可以搜一下。
2,物理规律不变,物理规律在所有惯性系中都具有相同的形式。
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4楼
2016-04-15 15:52
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有了这两大前提后,爱因斯坦就提出来几个公式,分别对应时间延缓效应,质量增加,长度变短,有兴趣的可以自己搜一下公式,这里不贴了。但是得提一个因子,分子是1,分母是一个根式,根号里是(1-v方/c方)。因此狭义相对论公式表明了速度大于等于光速的情况不在相对论范围之内,想讨论这个的就别贴相对论的名字了。
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5楼
2016-04-15 15:58
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Demonold
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第一个最著名的公式就是时间和速度的公式,公式表明速度在越接近于光速的情况下时间会比静止时变慢。比如假设你开飞船飞到了0.9c的速度,你过1秒,我们这些在地球上静止的人就过了好几秒。这就相当于你穿越了,因为你用极短的时间度过了其他人的好久的时间。
但是相对论从没有说过穿越,穿越的事儿只是从公式看出来的。而且公式只表明在小于光速的情况下,速度越大,你的时间流动越慢,它可从没有说在大于等于光速的时候回倒流。所以利用相对论穿越到过去的同志请多看点书,别被社会上民科忽悠了。
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6楼
2016-04-15 16:01
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Demonold
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第二个我觉得重要的就是质量和速度的公式。公式表明速度越大,质量越大。这个也是客观存在的,尤其是微观粒子,速度轻易就达到零点几倍光速,静止质量没意义,看它质量得看速度。如果非得说达到光速,那速度等于光速的时候公式给出来的质量是无穷,这个没意义了。
学过物理的人都知道动能定理,速度越来越大就代表加速越来越困难,因此从狭义相对论角度出发,一个物体是无法达到光速的。如果有人反驳我说有大于等于光速的情况,请认准“从狭义相对论角度出发”几个字。所以单就这一点来说讨论“超光速穿越过去”是没有任何意义的。
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7楼
2016-04-15 16:05
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Demonold
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还有长度和光速的公式,公示表明速度越大,在运动方向上该物体的长度会比静止时段。这个效应表明了速度和空间的关系,是广义相对论的基础吧我认为
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8楼
2016-04-15 16:08
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Demonold
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狭义相对论还有挺多内容,这里就讲这么多,有意向可以读一些稍微专业但不深入的,比如第一推动系列的书,别看那些路人甲写的什么“详解相对论”之类的民科读物,没内容也就罢了,全是误导
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9楼
2016-04-15 16:10
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Demonold
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二,广义相对论
狭义相对论提出来后,存在不少悖论。因为物理说了,速度是相对的啊,你以0.5c运动我静止,我完全可以说以你为参考系,那我就是0.5c运动的,凭啥你有各种效应我就没效应?
老爱说了,那行,那我就不说是速度的事,我说是引力的事儿。
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11楼
2016-04-15 16:14
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Demonold
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怎么把速度扯到引力上呢?老爱提出了相对论圆盘。
在讨论圆盘之前,老爱先说了惯性力,这时候就有人说了,物理老师说了惯性不是力,对的,惯性不是力,但是可以等效嘛。比如你处于完全失重状态,此时你的飞船以地球重力加速度的大小开始加速运动,这时候你感觉到其实这个往前推力的效果可以看成是重力在往后拉你的效果,这就是等效出来的惯性力
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12楼
2016-04-15 16:21
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然后讨论圆盘。
相对论圆盘就是一个旋转的圆盘,角速度w(我就不写欧米伽)恒定,但是在半径r的位置上,线速度v=rw,可以看出来即便角速度一样,在半径不同处,线速度是不一样的,半径越大线速度越大。因此可以把两个速度不同的东西,看做线速度不同但是角速度相同的圆盘上的两个东西,速度大的那个相当于更靠外一些,速度小的靠里。
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13楼
2016-04-15 16:22
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因此速度不同的两个物体就等效成了在圆盘上不同半径处的两个物体。
在圆盘半径不同又有什么区别呢?这就用到惯性力了。我们都知道,在一个旋转圆盘上东西都有被甩出去的趋势,其实是因为摩擦力不够提供向心力的。但老爱说,我就认为这个圆盘是不需要提供向心力的,你被甩出去是因为有个力在往外拉你,这个力就叫离心力,因为是惯性力,所以离心力大小和向心力是一样的。根据向心力公式可以知道,离心力的大小和半径有关系,半径越大,离心力越大
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14楼
2016-04-15 16:26
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到这一步,最初那两个速度不同的物体已经被等效成了受力不同的物体,所以刚刚说的狭义相对论中提到的高速物体都可以说成是受力大的物体。受力越大,相当于所处相对论圆盘位置半径越大,也就是速度越大。
这样爱因斯坦就把狭义相对论转换为广义相对论
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15楼
2016-04-15 16:28
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Demonold
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广义相对论只需要讨论受力大小问题了,因此不会存在相对运动速度到底是哪个参考系的速度这样的问题,所以广义相对论应用要广一些。
广义相对论也有好几条效应,我不一一列举,这里只提时间延迟效应。
时间延迟效应就是引力大的时候时间流速慢,比如你靠近黑洞,我在地球上,你受的力明显比我大,你的时间流逝的就比我的慢。假设你的时间流逝了一分钟,其他人(包括地球)的时间走得比你快,流逝了10分钟,完全可以说是你用了一分钟就来到了我们十分钟后的世界,也就是大家说的穿越
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16楼
2016-04-15 16:33
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