光速不变原理与一般洛伦兹变换式的推导

洛仑兹变换是狭义相对论的基础,现在使用的大学物理教材和传统文献一般利用线性变换和间隔不变性导出相对论时空坐标变换式,过程复杂学生难以理解。该规律可以直接从光速不变原理出发,用简单的方法推导出洛仑兹变换式,其中蕴含的时空观点变得更加易懂。     

关于间隔不变性与洛仑兹变换的几点注记

两个事件之间隔不变性(Δs )2=(Δs)2是狭义相对论的两个基本原理与时空的均匀性及空间各向同性之直接推论;间隔不变性(ds )2=(ds)2=-dx μdx μ=-dxμdxμ给出闵可夫斯基四维空间的度规,决定了狭义相对论的时空性质;由于洛仑兹变换可由间隔不变性直接推出,所以,洛仑兹变换及伽利略变换都是对两个事件之空间、时间坐标差Δxμ与Δx μ而言的;有时,利用间隔不变性讨论问题比利用洛仑兹变换更简便.     

狭义相对论时空理论教学体系的探讨

对狭义相对论中的时空性质和洛伦兹变换的教学内容作了不同于已有教科书的处理，从狭义相对论的两个基本原理出发导出“动钟延缓”、“动尺缩短”及“同时相对性”等三个时空性质，并在此基础上得到洛伦兹变换与间隔不变性，从而更好地体现狭义相对论中的物理概念和思维方法，此外还对理论物理教学改革中的有关问题作了探讨．     

北京卷

1．属于狭义相对论基本假设的是：在不同的惯性系中,（）（A）真空中光速不变．（B）时间间隔具有相对性．（C）物体的质量不变．     

也谈讲授相对论同时的相对性的方法

由于人们对世界认识的相异,相对论的时空特性很难被人理解和接受,虽然很多教科书举了很多虽不适合但很通俗的例子,但没能给出一个真正相对论的时空模型,让人们在头脑中去想象.爱因斯坦的表述是很准确的,包括他关于"火炉”与"姑娘”的著名比喻.笔者试图给出了符合光速不变原理的时空特性中同时相对性的解释.     

浅谈狭义相对论

狭义相对论是由爱因斯坦在洛仑兹和庞加莱等人的工作基础上创立的时空理论,是对牛顿时空观的拓展和修正。爱因斯坦从光速不变原理出发,重新看待人们头脑中根深蒂固的伽利略变换所蕴含的绝对时空观,建立了崭新的相对论的时空观。     

广义相对论中的时空度量和光速

爱因斯坦引力几何化的思想是解决引力本质问题的关键,从而广叉相对论中的时空度量问题就是实现这一思想的核心问题;关于广义相对论中是否存在有如狭义相对论那样的"光速不变"问题,往往有着不同的说法,在此给出了说明.     

也谈讲授相对论同时性的方法

由于人们对世界认识的相异，相对论的时空特性很难被人理解和接受，虽然很多教科书举了很多虽不适合但很通俗的例子，但没能给出一个真正相对论的时空模型，让人们在头脑中去想象，爱因斯坦后有述是很准确的，包括他关于“火炉”与“姑娘”的著名比喻，笔者试图给出符合光速不变原理的时空特性中同时相对性的解释。     

浅析洛伦兹变换

文中论述了洛伦兹变换的地位和物理意义。列举了两种推导洛伦兹变换的基本方法,分别是利用爱因斯坦狭义相对论的基本原理和利用时空间隔的不变性进行推导,并对其中蕴含的时空观进行了阐述.     

狭义相对论在热学量中的应用

由光速不变原理结合相对性原理得出洛仑兹变换;借助于洛仑兹变换,推导出狭义相对论的普遍结果,如长度的缩短、时间间隔的延长、速度的合成、质速公式、质能关系式等;其中关于质量的概念是狭义相对论导致具有普遍的最重要的结果,物理学确认的     

时空与间隔的关系——狭义相对论教学体会

在狭义相对论教学中,对于两个事件的时空关系,初学者往往提出这样的问题:对于某事件来说,什么样的事件与它具有同时相对性;什么样的事件与它具有同地相对性;什么样的事件与它绝对非同时;什么样的事件与它绝对非同地;什么样的事件与它的时序可颠倒;什么样的事件与它的时序不可颠倒等等。由于时空关系的复杂性,再加上在现行的大学物理学教材中关于这部分内容缺少例证,所以学生往往在课堂上听起来有道理,课后一琢磨又感到模模糊糊,条理不清,抓不住要点。为了改善这种不佳的教学状况,我做了一点尝试。在教学中把握一条主线:一是突出时空间隔不变…     

匀速转动刚体的相对论效应

1905年,爱因斯坦以惊人的胆识和创新精神提出了狭义相对性原理和光速不变原理,并在这两个原理的基础上建立了狭义相对论。随后,爱因斯坦又经过了十年的艰苦努力,于1916年建立了广义相对论。狭义相对论变革了从牛顿以来形成的绝对时空概念,揭示了时间和空间的统一性和相对性,建立了新的时空观。狭义相对论中的质能关系为原子能的利用奠定了理论基础。广义相对论把相对论原理推广到非惯性参考系和弯曲空间,从而建立了新的引力理论,并为科学地研究宇宙结构开辟了道路。     

相对论、引力理论和宇宙学的发展

十九世纪末、二十世纪初,电磁学的许多实验与牛顿理论的矛盾都很尖锐.为此,一些物理学家意识到牛顿理论存在问题以及新理论将必然产生.1905年,爱因斯坦以狭义相对性原理和光速不变原理为基础建立了狭义相对论(四维平直时空理论),该理论以惯性系之间的洛伦兹坐标变换代替牛顿理论中的伽利略变换,因而要求一切物理定律在洛伦兹坐标变换下保持不变(即"狭义相对性原理").     

相对论、引力理论和字宙学的发展

十九世纪末、二十世纪初，电磁学的许多实验与牛顿理论的矛盾都很尖锐。为此，一些物理学家意识到牛顿理论存在问题以及新理论将必然产生。1905年，爱因斯坦以狭义相对性原理和光速不变原理为基础建立了狭义相对论（四维平直时空理论），该理论以惯性系之间的洛伦兹坐标变换代替牛顿理论中的伽利略变换，因而要求一切物理定律在洛伦兹坐标变换下保持不变（即“狭义相对性原理”）。     

Maxwell方程组建立的探讨

从狭义相对论来看,运动电荷的电磁场效应应该是静止电荷的静电效应经历时空坐标变换得到的结果,所以描述电磁效应的方程组可以从静电现象通过相对论时空变换关系——洛仑兹变换得到,本文对此进行了证明。     

从一个自然时间实验看狭义相对论的错误

相对论认为运动的参照系中长度和时间会发生洛伦兹变换所预期的变化.通过一个理想的自然时间实验,从一个新的角度揭示了洛伦兹变换的自相矛盾,这种矛盾说明狭义相对论的两个基本假设——光速不变和物理规律不变——的确存在矛盾.     

钟慢与尺缩的真实性——兼与文兴吾先生商榷

运用理论和实验事实来说明钟慢尺缩效应是物理属性的实在变化,并从狭义相对论时空变换推出的时空互变方程进一步揭示两者的内在联系,进而说明它是狭义相对论重要的科学内容。     

对光速不变现象的剖析

根据牛顿空间由于运动而发生的变化，运用伽利略变换，揭示了光速表现不变现象的原因，论证指出：作为建立狭义相对论理论的基础，“光速不变原理”假设是错误的，所以，狭义相对论将无法成立．     

前灯效应最简式的推导与应用

狭义相对论中由于“光速不变”而产生了三个常见的相对论效应：时间膨胀（time dilation）、长度收缩（relativistic length contraction）和同时的相对性（the relativity of simultaneity）．实际上，光速不变原理所导致的效应不止这些，前灯效应（headligh...     

相对论时空统一性浅论

本文从狭义相对论和广义相对论基本内容出发,阐述了时空统一性,并对割裂时空统一性的一种歧义理解予以纠正。