物理与现代生活课后论文 相对论思考-超光速

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1、物理与现代生活相对论思考—超光速狭义相对论和广义相对论建立以来，已经过去了很长时间，它经受住了实践和历史的考验，是人们普遍承认的真理。相对论对于现代物理学的发展和现代人类思想的发展都有巨大的影响。相对论从逻辑思想上统一了经典物理学，使经典物理学成为一个完美的科学体系。狭义相对论在狭义相对性原理的基础上统一了牛顿力学和麦克斯韦电动力学两个体系，指出它们都服从狭义相对性原理，都是对洛伦兹变换协变的，牛顿力学只不过是物体在低速运动下很好的近似规律。广义相对论又在广义协变的基础上，通过等效原理，建立了局域惯性长与普遍参照系数之间的关系，得到了所有物理规律的广义协变形式，并建立了广义协

2、变的引力理论，而牛顿引力理论只是它的一级近似。这就从根本上解决了以前物理学只限于惯性系数的问题，从逻辑上得到了合理的安排。相对论严格地考察了时间、空间、物质和运动这些物理学的基本概念，给出了科学而系统的时空观和物质观，从而使物理学在逻辑上成为完美的科学体系。　　狭义相对论给出了物体在高速运动下的运动规律，并提示了质量与能量相当，给出了质能关系式。这两项成果对低速运动的宏观物体并不明显，但在研究微观粒子时却显示了极端的重要性。因为微观粒子的运动速度一般都比较快，有的接近甚至达到光速，所以粒子的物理学离不开相对论。质能关系式不仅为量子理论的建立和发展创造了必要的条件，而且为原子核

3、物理学的发展和应用提供了根据。　　对于爱因斯坦引入的这些全新的概念，当时地球上大部分物理学家，其中包括相对论变换关系的奠基人洛仑兹，都觉得难以接受。甚至有人说“当时全世界只有两个半人懂相对论”。旧的思想方法的障碍，使这一新的物理理论直到一代人之后才为广大物理学家所熟悉，就连瑞典皇家科学院，1922年把诺贝尔物理学奖授予爱因斯坦时，也只是说“由于他对理论物理学的贡献，更由于他发现了光电效应的定律。”对爱因斯坦的诺贝尔物理学奖颁奖辞中竟然对于爱因斯坦的相对论只字未提。（注：相对论没有获诺奖，一个重要原因就是还缺乏大量事实验证。）----来自百度百科早在初中的时候就对相对论非常的好

4、奇,最神秘的地方就是当一个物体的速度超过光速之后便可以穿越时空,一直在想这是多么的神奇,还感叹爱因斯坦的聪明确实让人难以想象……以前曾肤浅的这样理解：如果人的速度超过了光速便可以追到地球上以前时刻发出的光，人们如果看到了这束光就相当于看到了以前的情景，这样就穿越时空了。因此无法想象爱因斯坦的头脑。遗憾的是初中高中的时候相对论这部分一直是选修，老师也没讲。在高中时曾肤浅的研究过相对论，可惜自己能理解的地方太少了，到现在也只懂得了光速不变原理和时间的伸长缩短。在这里有必要向大家解释一下。物理与现代生活真空中的光速对任何观察者来说都是相同的。在狭义相对论中，指的是无论在何种惯性系（

5、惯性参照系）中观察，光在真空中的传播速度都是一个常数，不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变。这个数值是299792458m/s。由此可推出下面的时间伸长缩短。V首先假设在一节以接近光速匀速运动的车厢内有一光源，在车厢里的人观测到光线竖直向上然后返回如图所示：V因为人和车厢同属于一个惯性系，所以车厢里的人观察到现象和日常生活中情况是完全一样的。而站在地面上观察呢？如图：物理与现代生活人们看到发光体在运动,所以只有斜向光线能反射后回到光源位置。而刚刚的竖直光线居然倾斜了。为什么会出现这种情况呢？哪个图错了呢？其实两种情况都是正确的，因为两个人观察的参考系不同而出现了这种情况

6、。这样就引出了一个矛盾，现在我们根据光速不变原理来计算一下两种情况下光射出到反射回出射点所需要的时间。设出射点距离车顶h。则第一种情况下有：。第二种情况下有：,解得：很明显。这说明地面上的人时间过了一年也许车上的人认为时间才过了一天。这样时间出现了矛盾……其实这正是相对论奇妙的地方，而且可以发现当v越接近时所需时间越长。而从图上可以看出当时，光根本回不到出射点，但是车上的人并不这样认为，他们依旧认为和地球上一样在很短时间内回到出射点。他们的时间概念和地面上的人就完全不同。当地球过了n年之后而他们却仍然停在那个时刻，甚至还回到了过去……其实这种时间伸缩的情况在日常生活中时一直存

7、在的，只不过车速v太小相对于光速可以忽略不计了，所以人们察觉不到，等未来有一天车速够快的时候，人们通过计时器便很容易发现这一现象，理解相对论也就更简单了。当我弄懂这一原理之后是物理与现代生活欣喜若狂啊，既感叹爱因斯坦的聪明又为相对论是如此神奇而欣喜。有点遗憾的是爱因斯坦的质能方程证明了光速不可达。一切只停留在假想阶段。不过这更让我佩服爱因斯坦的聪明，爱因斯坦走了，留下一个人们至今还不能验证的相对论。我最欣赏的还是爱因斯坦。“想象力比知识更重要!”最近网上流传科学家已经在实验室发现了超光速的中微子。原文如