相对论的基本原理 相对论的三个基本公式

相对论的基本原理简单解释

相对论是关于时空和引力的理论，主要由爱因斯坦创立，依其研究对象的不同可分为狭义相对论和广义相对论。相对论和量子力学的提出给物理学带来了革命性的变化，它们共同奠定了现代物理学的基础。

相对论的基本原理 相对论的三个基本公式

相对论的基本原理 相对论的三个基本公式

相对论极大地改变了人类对宇宙和自然的“常识性”观念，提出了“同时的相对性”、“四维时空”、“弯曲时空”等全新的概念。不过近年来，人们对于物理理论的分类有了一种新的认识——以其理论是否是决定论的来划分经典与非经典的物理学，即“非经典的＝量子的”。在这个意义下，相对论仍然是一种经典的理论。

相对论的应用

1、在医院的放射治疗部，多数设有一台粒子加速器，产生高能粒子来制造同位素，作治疗或造影之用。氟代脱氧葡萄糖的合成便是一个经典例子。由于粒子运动的速度相当接近光速（0.9c-0.9999c），故粒子加速器的设计和使用必须考虑相对论效应。

2、全球系统的卫星上的原子钟，对定位非常重要。这些时钟同时受狭义相对论因高速运动而导致的时间变慢（-7.2 μs/日），和广义相对论因较（地面物件）承受着较弱的重力场而导致时间变快效应（+45.9 μs/日）影响。相对论的净效应是那些时钟较地面的时钟运行的为快。故此，这些卫星的软件需要计算和抵消一切的相对论效应，确保定位准确。

相对论的原理是什么？

相对论是一个关于时空（狭义）和引力（广义）的理论，其主要观点是否定建立在牛顿经典力学基础上的时空观。

以牛顿、伽利略为代表的一系列经典物理的认为：时间和空间就好比容器，物体在这个容器内运动并不能改变时间空间的性质。

但理论发展到一定阶段，发现以上观点在高速领域并不成立。爱因斯坦认为，物体的运动与时空会相互作用，导致时空的伸缩，从而会有一系列有趣的结论。

狭义相对论有两个基本原理（设）：相对性原理和光速不变原理，狭义相对论所有的公式和现象都可以由这两个原理推出。其主要的结论有：不同参考系之间坐标变换的洛伦兹变换、物体运动与时空相互作用的尺缩效应和钟慢效应、定义了相对论中主要的不变量时空间隔、物体运动与其质量能量关系的运动质量公式和质能方程。在这些理论的基础上，结合闵可夫斯基空间的定义，将经典的电磁理论、力学公式等修改为相对论协变形式。

广义相对论建立在狭义相对论的基础之上，修改了其条原理，将其扩展为广义相对性原理，完全抛弃了惯性系的概念。另外再提出第三条原理：强等价原理。其主要结论是惯性质量与引力质量等价，非惯性系与引力场局部等价。爱因斯坦伟大的创举是将引力描述为时空的扭曲，将物理问题变为几何问题。广相的数学基础是微分几何和张量理论，其核心成果是爱因斯坦引力场方程。解场方程成为了研究宇宙的关键，二十世纪后半叶很多人通过解场方程，以求得到宇宙的演化，黑洞的形成和性质等一系列问题。

相对论在宏观高速领域的应用非常成功，其很多预言的现象都得到了证实。目前，狭义相对论已经融入了较微观的领域，与量子场论等等一系列理论一起组成了标准模型。另外广义相对论仍然是当代描述引力成功的理论。标准模型与广义相对论一起成为了当代物理两大理论基础。但它们在很多地方有冲突，为此，当代的理论物理学家正致力于统一这两大理论，构建M理论，或者叫做上帝理论、大统一理论、万物理论等等，爱因斯坦、霍金等人穷其一生未得到满意。

再强调一点：相对论是一个关于时空与引力的理论。

以上所有术语可以百度百科，还是比较准确的。

相对论的基本原理应用

相对论是关于时空和引力的理论，主要由爱因斯坦创立，依其研究对象的不同可分为狭义相对论和广义相对论。下面为大家整理了相关内容，供大家参考。

相对论的基本原理

相对论是关于时空和引力的理论，主要由爱因斯坦创立，依其研究对象的不同可分为狭义相对论和广义相对论。相对论和量子力学的提出给物理学带来了革命性的变化，它们共同奠定了现代物理学的基础。

狭义相对性原理（狭义协变性原理）：一切的惯性参考系都是平权的，即物理规律的形式在任何的惯性参考系中是相同的。这意味着物理规律对于一位静止在实验室里的观察者和一个相对于实验室高速匀速运动着的电子是相同的。

广义相对性原理（广义协变性原理）：任何物理规律都应该用与参考系无关的物理量表示出来。用几何语言描述即为，任何在物理规律中出现的时空量都应当为该时空的度规或者由其导出的物理量。

相对论的应用

相对论主要在两个方面有用：一是高速运动（与光速可比拟的高速），一是强引力场。例如：

1、在医院的放射治疗部，多数设有一台粒子加速器，产生高能粒子来制造同位素，作治疗或造影之用。氟代脱氧葡萄糖的合成便是一个经典例子。由于粒子运动的速度相当接近光速（0.9c-0.9999c），故粒子加速器的设计和使用必须考虑相对论效应。

2、全球系统的卫星上的原子钟，对定位非常重要。这些时钟同时受狭义相对论因高速运动而导致的时间变慢（-7.2μs/日），和广义相对论因较（地面物件）承受着较弱的重力场而导致时间变快效应（+45.9μs/日）影响。相对论的净效应是那些时钟较地面的时钟运行的为快。故此，这些卫星的软件需要计算和抵消一切的相对论效应，确保定位准确。

3、全球系统的算法本身便是基于光速不变原理的，若光速不变原理不成立，则全球系统则需要更换为不同的算法方能定位。

相对论的基本理论是什么呢

相对论是关于时空和引力的基本理论，主要由阿尔伯特·爱因斯坦创立，依据研究的对象不同分为狭义相对论和广义相对论。相对论的基本设是相对性原理，即物理定律与参照系的选择无关。

相对论极大地改变了人类对宇宙和自然的“常识性”观念，提出了“同时的相对性”、“四维时空”、“弯曲时空”等全新的概念。它发展了牛顿力学，推动物理学发展到一个新的高度。

相对论的基本原理

相对论（至少狭义相对论）的原理并不复杂，关键就是两条：

1、任何物理定律在所有惯性系下都有相同的表述。

2、对所有惯性系而言真空中的光速都相同。

尽管这两条原理看上去不难理解，但爱因斯坦根据它们所作出的推论却有很多是跟人们的常识相悖的，比如“尺缩”和“钟慢”的效应。

狭义与广义相对论的分别

传统上，在爱因斯坦刚刚提出相对论的初期，人们以所讨论的问题是否涉及非惯性参考系来作为狭义与广义相对论分类的标志。随着相对论理论的发展，这种分类方法越来越显出其缺点——参考系是跟观察者有关的，以这样一个相对的物理对象来划分物理理论，被认为不能反映问题的本质。

一般认为，狭义与广义相对论的区别在于所讨论的问题是否涉及引力（弯曲时空），即狭义相对论只涉及那些没有引力作用或者引力作用可以忽略的问题，而广义相对论则是讨论有引力作用时的物理学。

用相对论的语言来说，就是狭义相对论的背景时空是平直的，即四维平凡流型配以闵氏度规，其曲率张量为零，又称闵氏时空；而广义相对论的背景时空则是弯曲的，其曲率张量不为零。

相对论原理

相对论原理如下：

1、相对性原理：基本物理定律在所有惯性系中都保持相同形式的数学表达式，因此一切惯性系都是等价的。

2、光速不变原理：在一切惯性系中，光在真空中的传播速率都等于c，与光源的运动状态无关。

相对论和量子力学是现代物理学的两大基本支柱。相对论解决了高速运动问题；量子力学解决了微观亚原子条件下的问题。相对论了人类对宇宙和自然的“常识性”观念，提出了“时间和空间的相对性”、“四维时空”、“弯曲空间”等全新的概念。

狭义相对论提出于1905年，广义相对论提出于15年（爱因斯坦在15年末完成广义相对论的创建工作，在16年初正式发表相关论文）。

狭义相对论（Special Relativity）和广义相对论（General Relativity）的区别是，前者讨论的是匀速直线运动的参照系（惯性参照系）之间的物理定律，后者则推广到具有加速度的参照系中（非惯性系），并在等效原理的设下，广泛应用于引力场中。

相对论的基本原理

相对论的基本原理狭义相对性原理：物理定律在所有的惯性系中有相同的数学形式。

光速不变原理：在任何惯性系中看来，光在真空中的传播速率都是 c（数值大约是 30 万公里每秒）。相对论的基础是两个原理，一个是光速不变，一个是参考系的对称性。

这个原理基于一个简单的事实：不论我们讨论速度的大小还是方向，都必须要明确测量者。这个就是相对论思想的精髓。

设在浩瀚的宇宙，乔治飘忽在黑暗的空无一物的空间中，从他的角度，他是完全静止的。而远处，他看到另外一个同样漂浮在宇宙中的另外一个人格雷西正向他飘过来。经过他时，他们相互挥了挥手。紧接着，格雷西消失在黑暗的夜空中。

这个故事如果从格雷西的角度看，也可以解释为，格雷西自己感觉是静止的，远处的乔治向她飘过来，然后挥了挥手之后消失在夜空中。这两个故事讲的是同一件事情。两个人都觉得自己的静止的。这就是相对性原理的精髓：运动是相对。