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1、为什么要提出相对论 (1)在电磁场理论中,我们知道磁场的产生与电流相关,而传导电流是电荷运动产生的,选取运动电荷所在的参照系,电荷运动速度,难道此坐标系中的观测者就观测不到空间中的磁场吗?我们先来看看下面的现象 (2)如果伽利略变换在电磁场理论中仍然成立,为什么我们在日常生活中没有观测到运动物体的次序倒置现象?静止发光运动发光远距离观测后者先到达如果为在发生超新星爆发时,爆发物质以各种不同的速度和方向向外抛射,速度较大的抛射物速度一般在左右,其中为真空中的光速。设超新星离地球 光年,向着地球运动的抛射物与背向地球的抛射物速度相差,由伽利略速度变换关系,这两种抛射物发出的光到达地球的时间之差为然
2、而,我们观测到超新星爆发持续的时间多为几小时到几年不等,伽利略速度变换关系受到严重挑战。(3)迈克耳孙-莫雷实验在地球上没有观测到沿不同方向光速的变化。所有这些现象,都指向同一焦点:光速是不依赖于观测者的,而电磁场理论的麦克斯韦方程组也推出了真空中的光速是一个与观测者无关的常数。种种迹象表明,我们必须建立一个全新的理论,这个理论不满足伽利略速度变换关系,但是,在一定的范围内,它又必须能够解释我们日常生活中证明是“正确的”伽利略变换。为了建立新的理论体系,爱因斯坦提出了狭义相对论的两条基本假设 1)相对性原理:物理定律在所有的惯性系中都具有相同的表达形式,即所有的惯性参考系都是等价的;2)光速不
3、变原理:真空中的光速是常量,它与光源或观察者的运动无关,即不依赖于惯性系的选择。第一条假设表明了世界是可以认识的,因为如果不同惯性系物理规律不同,就意味着世界没有不依赖于观测者而独立存在的客观规律,必然导致世界无法认识的结论。为了建立新的理论体系,爱因斯坦提出了狭义相对论的两条基本假设 1)相对性原理:物理定律在所有的惯性系中都具有相同的表达形式,即所有的惯性参考系都是等价的;2)光速不变原理:真空中的光速是常量,它与光源或观察者的运动无关,即不依赖于惯性系的选择。第二条假设实际上是第一条假设的技术保证,它保证了电磁场理论在所有惯性系中保持相同的形式,因为由麦克斯韦方程组推出了真空中的光速是一个与观测者无关的常数。