关于相对论的几个问题,下面说的有点长,希望众高手先仔细阅读,解释的好还会增加悬赏,说到做到.我对相对论没有系统的研究,只是通过一些科普性的书籍等了解到一些零散的介绍.以前也装13

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/11/15 17:05:02
关于相对论的几个问题,下面说的有点长,希望众高手先仔细阅读,解释的好还会增加悬赏,说到做到.我对相对论没有系统的研究,只是通过一些科普性的书籍等了解到一些零散的介绍.以前也装13
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关于相对论的几个问题,下面说的有点长,希望众高手先仔细阅读,解释的好还会增加悬赏,说到做到.我对相对论没有系统的研究,只是通过一些科普性的书籍等了解到一些零散的介绍.以前也装13
关于相对论的几个问题,
下面说的有点长,希望众高手先仔细阅读,解释的好还会增加悬赏,说到做到.
我对相对论没有系统的研究,只是通过一些科普性的书籍等了解到一些零散的介绍.以前也装13向别人解释相对性问题.今天突然心血来潮细想一下,发现还真是有很多问题无法理解,望比较了解相对论的大大们不吝赐教.
1.关于钟慢尺缩.
尺缩问题我是这样理解的,相对于周围,你的速度接近光速,那么你在速度方向上的长度会缩短.同样的,如果以你为参考系,你应该觉得你的长度不变,而是你周围的空间长度缩短了.
可是放到时间上,就不大对劲了.
举个例子,假设在无外界干扰的宇宙空间中有三艘飞船ABC,并假定分东南西北上下这么几个方向.如果B相对于A以0.95c(c是光速)的速度向北,C相对于A以0.95c的速度向南.反过来A就是以0.95c的速度相对于B向南,相对于C向北.C相对于B的速度,忘了怎么算了,总之是0.95c~c之间,向南.
他们之间的时间相对性应该怎么算?
具体地说,如果有甲乙丙三人分别在ABC上,开始他们都是10岁,当甲11岁时,乙、丙各多少岁了?还是必须要飞船掉个头让他们再次相遇才能对比他们的年龄?
2.关于质量.
速度增加质量应该也增加.质量是怎么个增加法?是运动的物体整体质量都增加还是因为长度变短引起的单位体积内质量增加?依我的了解,应该是前者.
那就是说你相对于周围高速运动,在周围看来你的质量增加了.同样的,在你看来你的质量没变,而是周围的物体质量增加了.
不管质量怎么个增加法反正密度增大是必然的,那再举个例子:
一艘潜水艇悬浮在水中,它以接近光速运动,那以水为参考系,潜艇的密度增大了,以潜艇为参考系,水的密度不是也应该大了吗?那难道说在水中看,潜艇在下沉,而在潜艇中看,感觉自己在上浮?那它到底是沉了还是浮了?
说到这儿,我想起一个问题,上面的例子并不恰当,因为潜艇要上浮下沉,必须要有重力的参与,不像前一例子那样可以处于不受任何外界影响的理想环境中.不过我认为高速下这点重力应该不会有什么大的扭曲吧,又不是大质量引起的强引力.
搞不懂,高手帮下忙.
谢绝复制,如果不理解就不要回答了,理解的话就完全可以用自己的语言回答.一定要 针对 我问的问题回答,好的话再加分.
无奈了,我没说光速合成啊,你到底知不知道相对论的速度合成公式?
还有我也没否定质量增加,我问的是潜水艇到底是上浮还是下沉?
如果你真能推算出来的话,那说声,你用word文档总能写公式吧,算下例1的年龄和例2中潜水艇是沉是浮,发给我,
注意:我举得两个例子不是为了反驳相对论,而是想让各位分析下这两个例子,并解释例子中我的不解之处。
(398736543)的回答,你说的那些公式我也知道,那B相对于C不是也在运动?它们的时间为什么一样。
我的第一个问题其实本质上是:我相对于你运动,我的时间比你慢,那同时你也在相对于我运动,为什么不是你的时间比我慢?爱因斯坦在创立狭义相对论是已经用严密的公式论证了。我看不大懂,所以想让诸位以通俗的语言说下。

关于相对论的几个问题,下面说的有点长,希望众高手先仔细阅读,解释的好还会增加悬赏,说到做到.我对相对论没有系统的研究,只是通过一些科普性的书籍等了解到一些零散的介绍.以前也装13
楼主对相对论的认识在我在百度知道上见到的人里面属于非常深刻的,不用管其他人怎么说,因为无法正面回答这些问题的人都是没学懂相对论的,问题问的很好,现在以我的理解来解答一下楼主的问题:
我想楼主想问的第一个问题是:A相对于B以速度v运动,但同时B也相对于A运动,那么按照钟慢公式,ΔtA=ΔtB/√(1-β^2),同理ΔtB=ΔtA/√(1-β^2);
这时明显矛盾的,谁变慢了?要解决这个问题,就要谈到如何比较经过时间的长短的问题.
事实上:A中的人要知道B中经过多长的时间是通过看B中的钟两个时刻的差
B中的人要知道A中经过多长的时间是通过看A中的钟两个时刻的差
而两个相对运动的物体,只在一个时刻才能够互相看到对方的中,这也是因为狭义相对论所解释的运动都是匀速直线运动,因此要想得到A观测到的B的两个时间,必须借助与A相对静止的参考系中的其他钟,B也如此.
可是在此之前,A中的所有钟自己要把时间对好,也就是把此刻全部调成0:00,这可以通过光信号传递信息来把钟都调节好,同时B中也是如此.
A和B要互相知道对方的时间也必须把钟调好,所以A中的一个钟必须和B中的一个钟相互把时间对准,不妨A中选取A1,B中选取B1,对钟的结果是:
在某一时间,A和B约定好初始时刻,即为此刻
A1与B1同时调到0:00(A1,B1在同一位置),A参考系钟对准A=A1=0:00,B参考系钟对准B=B1=0:00;
A中的钟都知道自己与自己参考系中的钟是对准了的,B中同样如此:
但是当A中的钟与B中在同一位置的钟对时间时就会发现他们两的时间有差异:
A在自己的参考系中与A1相同都是0:00
B在自己的参考系中与B1相同都是0:00
但当A看B时就不是如此了,不同的参考系中的在同一位置的钟互相看对方的时刻都不是0:00.
我们可以来看一下对钟的过程:你可以在纸上画一画:
A,B两个参考系中,都取平行于相对运动方向的数轴,假设两数轴足够近以至于数轴上一点发出的光信号到达另一数轴上与之相对的一点所需的时间几乎为0
两个参考系都在数轴上挂满钟,两数轴的原点运动到对齐时,开始对钟,原点时间对齐,0:00
A中位于1m位置的钟A'与原点对钟,光信号到达时间t=1m/c,当接到信号时,此点处的钟知道已经经过了t=1m/c,将钟调准,并将调准的信息反馈给原点的钟.
但是在B中看对钟的时间发生的时刻却不是这样的:
B认为A是这样对钟的:
原点O发出信号,同时另一个参考系中O'A距离发生尺缩,不光如此A还在向前运动,如果传到A时时间为t,那么t满足Vt+1m*√(1-β^2)=ct,这与A中的对钟结果显然是不同的,显然B看来A中同一位置的钟没有对准:他居然把钟调到了1m/c的时刻,在它看来是不准的.
上式中,若A看B则V改为-V,这显然是不同的两个值,不会出现完全对称导致的像你所问的问题的矛盾.
现在可以回答你的问题了:
考察A,B中原点处已对齐的钟以及x轴某处C的钟
取A做参考系:
B原点处的钟运动到C用时假设2小时,此时A看到B上的钟指到1:00的位置,而自己的钟指到2:00的位置.
于是,A认为B的钟变慢了.
取B做参考系:
B看到A中的钟向反方向运动
从前B中在C处的钟看到A中在C处的钟本身初始时就是1:30,当A中C处的钟运动到B的原点时,B看到C指到2:00,自己指到1:00,于是他想,A中经过了0:30,自己经过了1:00,A变慢了.
这里其实可以体会到相对论的美妙,因为不管你用尺缩还是钟慢算结果都是一样的,之所以B的原点与C相遇,在B中看经过1小时,A中看经过2小时:
从钟慢的角度看是tA=γtB
从尺缩的角度看,B看相对于B运动的参考系中的距离变短了,
LB=LA/γ,分子分母同时除以V,tB=tA/γ
还可以继续思考,经过调解之后两个参考系都把自己的钟对准,如上,A不会把接到光信号的时间做为0:00,而是把光信号传递的时间考虑在内把钟调好,所以发生在某一位置的某一时间在两个参考系中时间之间的关系不会按照上述对钟中所用的方法简单的求出,它们之间到底有什么关系,你可以参照洛伦兹变换.
如果两个参考系的钟全都对好了,那么发生在x处t时刻的事件,在另一参考系中的x'坐标和t'坐标如下:
x'=(x-Vt)/√(1-β²)
t'=(t-Vx/c²)/√(1-β²)
你可以用上式算一下A参考系中x处t=0时,在B中是什么时刻,就知道初始时刻,不同参考系同一位置处中的时间差了.(其中β=V/c)
有了洛伦兹变换,你就可以通过带入适当的数据看看,是不是真的B中C处的钟看到A中C处的钟是1:30了.(记住那些时间的假设是可以吧C的位置和相对运动速度解出来的)
涉及到广义相对论的有一个很神奇的问题叫“双生子佯谬”,你也许会问当两人相遇时,到底是谁经过的时间短,这不是狭义相对论研究的问题,因为取任何一个做参考系,另一个都要经过加速运动的过程,两个做加速运动的时空是不同的,一个看到飞船做加速运动,一个看到整个时空都在做加速运动.
记住一个钟无法和两个钟同时对钟因为你无法证明他们相对于你指在同一时刻
对于第二个问题,我想说的是就我认为流体中的受力问题本来就是相对于容器而言的,包括压强的公式的推导也是在认为谁是静止的情况下推导的,就像大家常说速度快的流体压强小,参考系不同,谁的速度大谁的速度小也不同(只要取两个反向运动的参考系即可),这一切的推导都是以认为容器静止为基础的.
因为只有如此才能说,分子微粒在容器中的运动是各个方向等可能的,只受重力场而有所分布,否则容器都在向一边运动,那在这种参考系下看,分子向这边运动的可能性当然大多了,那一切基本假设都要变,推导也就是错误的.
另外,如果一个参考系中的人看到船在上浮,另一个参考系的人也会看到他在上浮.可以解释成水平的运动不会影响对竖直方向的观测.
也可这样理解,如果有参考系中看到他下沉,他一定有撞到池底的时刻,那时会发生震耳欲聋的响声,不会有哪个参考系的人认为,“我看到一艘上浮的潜艇,一直上浮到它的底部撞到了池底,并发出十分大的响声”.

楼主的问题有点不明白·也不知道我理解对没?
1.
设以A的运动为参考系。
B相对于A以0.95c(c是光速)的速度向北,换而言之就是A相对于B以0.95c的速度相南。而C相对A又是以0.95的速度向南。这样速度方向一致应该懂了吧。
根据速度叠加公式可以算出C相对于B的速度,
V=(v'+u)/{1+[(v'*u)/(c^2)] }
V=(0.95c...

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楼主的问题有点不明白·也不知道我理解对没?
1.
设以A的运动为参考系。
B相对于A以0.95c(c是光速)的速度向北,换而言之就是A相对于B以0.95c的速度相南。而C相对A又是以0.95的速度向南。这样速度方向一致应该懂了吧。
根据速度叠加公式可以算出C相对于B的速度,
V=(v'+u)/{1+[(v'*u)/(c^2)] }
V=(0.95c+0.95c)/(1+0.95*0.95)
V=0.99868c(注意参考系,约等于0.99868c)
对于A到达11岁的时候,B,C的速度应该小于A的岁数,公式t'=t√(1-v^2/c^2)
这里我就不算咯。
2.
不错是物体本身质量要增加。
至于你后来说哪个沉哪个浮,这个问题本身就错咯。参考系不一样,
(注意:比较两个物体的相互运动必须选用同一参考系)
建议楼主多看点相对论的书哈·
如果答得对的话·多给点分哦

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很多精典力学的观念你还没有抛掉额。多说无用,想多了就明白。切记抛弃一些传统观念。

你提的第一个问题,可以总结为双生子佯谬:两个年龄相同的人,一个乘飞船出去旅行,一个在地球上,为什么回来时是地球人变老而不是太空人变老。这个问题看似不符合相对论,其实其中有一个细节:飞船要回来,就必需要有一个加速(先减速再调头加速)过程,而地球不经历加速,所以两边不等价,而且狭义相对论不适用于加速过程(其实可以解释,但要分阶段,很复杂,要说好几页)。这个过程如果用广义相对论计算就能得到正确的结果。如...

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你提的第一个问题,可以总结为双生子佯谬:两个年龄相同的人,一个乘飞船出去旅行,一个在地球上,为什么回来时是地球人变老而不是太空人变老。这个问题看似不符合相对论,其实其中有一个细节:飞船要回来,就必需要有一个加速(先减速再调头加速)过程,而地球不经历加速,所以两边不等价,而且狭义相对论不适用于加速过程(其实可以解释,但要分阶段,很复杂,要说好几页)。这个过程如果用广义相对论计算就能得到正确的结果。如果画出两人时空图,就会发现刚开始是无法比较的,但转向时太空人年龄突变(减小),所以回来后就年轻了。对于你的问题,如果飞船一直匀速飞,那么两个人得到的对方年轻的结论都是对的,而且不把两个人放一块就问到底谁比谁年轻是没意义的。第二个问题:潜艇上的人朝水底发激光测量自己的高度,发现自己上浮,是正确的;在水底的人看来,潜艇的激光是向前倾斜的(这样它才能重新接收),所以测量的距离大于实际高度,所以认为潜艇并不一定上浮(而是下降),它的结论也是对的。因为参照系不同,所以两人虽结论不同,但都是对的,这就是相对论。

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看了楼主的问题,建议楼主先搞清楚相对论和狭义相对论,然后再提出质疑。
下面简单解释一下楼主的问题:
1、关于飞船的飞行:
光速不变,所以光速不存在合成问题。
2、关于质量:
实验证明,质量确实与运动速度直接相关。在粒子加速器中,当粒子运动速度接近光速时,要想使粒子加速,就必须付出比正常情况下大得多的作用力。
个人以为:楼主没能跳出牛顿力学的思维定式,...

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看了楼主的问题,建议楼主先搞清楚相对论和狭义相对论,然后再提出质疑。
下面简单解释一下楼主的问题:
1、关于飞船的飞行:
光速不变,所以光速不存在合成问题。
2、关于质量:
实验证明,质量确实与运动速度直接相关。在粒子加速器中,当粒子运动速度接近光速时,要想使粒子加速,就必须付出比正常情况下大得多的作用力。
个人以为:楼主没能跳出牛顿力学的思维定式,依然在用牛顿力学的思维方式来想象相对论的问题。
其实,牛顿力学是相对论的一个特例,即当物体的运动速度远低于光速时的情形。运动速度带来的相对论效应可以忽略不计。
建议楼主找几本书看看,例如:霍金的“时间简史”等科普著作。
不过,凡涉及到相对论,即使是科普读物,也是很多人难以理解的。因为它所涉及的内容与人们日常习惯差异太大。
建议楼主再看这些读物时,先不要把它当物理书来读,而是把它当数学书来读,就当是数学游戏。等基本读懂了,再当成物理书来看。
实际上,离开数学来看相对论,是很难理解的,而且也无法用语言表述清楚。不仅仅是相对论,现代基础物理的各学科都是这样一种情况。
在这里书写数学太过麻烦,而且很多没办法在这里用数学表达,在这里难以给楼主满意的答复,只好如此。
祝楼主天天向上

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