《物理学与人类文明》狭义相对论论文-LTY.doc

狭义相对论论文系别电气工程系专业电气工程及其自动化班级方 13**-*姓名LTY学号2013林林石家庄铁道大学四方学院狭义相对论论文班级：方13**-* 姓名：LTY 学号：2013****狭义相对论建立以后，对物理学起到了巨大的推动作用并且深入到量子力 学的范围，成为研究高速粒子不可缺少的理论，而且取得了丰硕的成果然而在 成功的竹后，却有两个遗留下的原则性问题没有解决第一个是惯性系所引起的网难抛弃了绝对时空后，惯性系成了无法定义的 概念我们可以说惯性系是惯性定律在其中成立的参考系惯性定律的实质是一 个不受外力的物体保持静止或匀速直线运动的状态然而“不受外力”是什么意 思只能说，不受外力是指一个物体能在惯性系中静止或匀速直线运动这样， 惯性系的定义就陷入了逻辑循环，这样的定义是无用的我们总能找到非常近似 的惯性系，但宇宙中却不存在真正的惯性系，整个理论如同建筑在沙滩上一般第二个是万有引力引起的困难万冇引力定律与绝对时空紧密相连，必须修 正，但将其修改为洛伦兹变换下形势不变的任何企图都失败Y,万有引力无法纳 入狭义相对论的框架当时物理界只发现了万有引力和电磁力两种力，其中一种 就冒出来捣乱，情况当然不会令人满意。

爱因斯坦只用了几个星期就建立起了狭义相对论，然而为解决这两个网难， 建立起广义相对论却用了整整十年时间为解决第一个问题，爱因斯坦干脆取消 丫惯性系在理论中的特殊地位，把相对性原理推广到非惯性系因此第一个问题 转化为非惯性系的时空结构问题在非惯性系中遇到的第一只拦路虎就是惯性 力在深入研宄了惯性力后，提出了著名的等效原理，发现参考系问题有可能和 引力问题一并解决几经曲折，爱因斯坦终于建立了完整的广义相对论广义相 对论让所冇物理学家人吃一惊，引力远比想象中的复杂的多至今为止爱因斯坦 的场方程也只得到了为数不多的几个确定解它那优美的数学形式至今令物理学 家们叹为观止就在广义相对论取得巨大成就的同时，由哥本哈根学派创立并发 展的量子力学也取得了重大突破然而物理学家们很快发现，两大理论并不相容， 至少有一个需要修改于是引发了那场著名的论战：爱因斯坦VS哥木哈根学派 直到现在争论还没冇停止，只是越来越多的物理学家更倾向量子理论爱因斯坦 为解决这一问题耗费了后半生三十年光阴却一无所获不过他的工作为物理学家 们指明了方向：建立包含四种作用力的超统一理论目前学术界公认的最有希望 的候选者是超弦理论与超膜理论。

相对论是20世纪物理学史上最重大的成就之一，它包括狭义相对论和广义 相对论两个部分，狭义相对论颠覆了从牛顿以来形成的时空概念，提示了吋间与 空间的统一性和相对性，建立Y新的时空观广义相对论把相对原理推广到非惯 性参照系和弯曲空间，从而建立了新的引力理论在相对论的建立过程中，爱因 斯坦起了主要的作用爱因斯坦是美籍德岡物理学家1905年，在他26岁时，德国科学杂志《物 理年鉴》刊登了他的一篇论文《论运动物体的电动力学》，这篇论文是关于相对 论的第一篇论文，它相当全面地论述丫狭义相对论，解决丫从19世纪中期开始, 许多物理学家都未能解决的有关电动力学以及力学和电动力学结合的问题提起狭义和对论，很多人马上就想到钟表慢走和尺子缩短现象许多科学幻 想作品用它作题材，描写一个人坐火箭遨游太空回来以后，发现自己还很年轻， 而孙子已经变成了老头其实，钟表慢走和尺子缩短只是狭义相对论的几个结论 之一，它是指物体高速运动的时候，运动物体上的时钟变慢了，尺子变短了钟 表慢走和尺子缩短现象就是时间和空间随物质运动而变化的结果狭义相对论还 冇一个质量随运动速度而增加的结论实验中发现，高速运动的电子的质量比静 止的电子的质量大。

狭义相对论最重要的结论是使质量守恒失去丫独立性它和能量守恒原理融 合在一起，质量和能量可以互相转化如果物质质量是M,光速是C，它所含有 的能量是E，那么E=MCA2这个公式只说明质量是M的物体所蕴藏的全部能 量，并不等于都可以释放出来，在核反应中消失的质量就按这个公式转化成能量 释放出来按这个公式，1克质量相当于9X10A13焦耳的能量这个质能转化 和守恒原理就是利用原子能的理论基础在狭义相对论中，虽然出现了用牛顿力学观点完令不能理解的结论：空间和 时间随物质运动而变化，质量随运动而变化，质量和能量的相互转化，但是狭义 相对论并不是完全和牛顿力学割裂的，当运动速度远低于光速的时候，狭义相对 论的结论和牛顿力学就不会有什么区别几十年来的历史发展证明，狭义相对论人 大推动了科学进程，成为现代物理学的基本理论之一爱因斯坦认为：当一个物体的运动速度接近于光速时，物体的质量将增加， 时钟会变慢，尺子会变短公式为：这里M是改变后的质量，m是改变前的质量，v是运动的速度，c是光速 狭义相对论的提出使物理界发生了深刻变革。