首页
/
每日頭條
/
生活
/
愛因斯坦相對論提到了什麼
愛因斯坦相對論提到了什麼
更新时间:2024-05-02 13:46:42

愛因斯坦相對論提到了什麼(愛因斯坦創立相對論的靈感來源是什麼)1

相對論是現代物理學的基礎之一,愛因斯坦為物理學的變革做出了巨大的貢獻。那麼,一百多年前是什麼啟發了他,讓他認為以太不存在,讓他想到光速對任何觀測者來說都是恒定不變的?

在愛因斯坦創立相對論之前,确實已經有了一些基礎。邁克爾遜-莫雷實驗表明,經典物理學中所說的以太不存在。洛倫茲和斐茲傑惹兩位物理學家獨立提出尺縮和鐘慢效應——速度越快,時間膨脹,長度縮短;當速度趨于光速時,時間和長度趨于零。在更早之前幾十年,麥克斯韋已經統一了電和磁,并發現了一個隻包含常數的光速公式。

不過,這些都不是愛因斯坦的靈感之源。根據愛因斯坦自己的說法,他的啟發來自于1834年法拉第的一次實驗——法拉第電磁感應定律。

愛因斯坦相對論提到了什麼(愛因斯坦創立相對論的靈感來源是什麼)2

法拉第是19世紀最偉大的物理學家之一,但他的偉大成就不是建立在發現新的方程式或提出定量的預言之上,而是建立在他那巧妙的實驗設置所揭示的結果之上。

當電第一次被利用時,其應用還處于十分初級的階段,法拉第就已經揭示了電與磁在本質上是相互聯系的深刻真理。最開始,電和磁被視為完全獨立的現象,它們并沒有被聯系在一起。電是基于帶電粒子的概念,而磁被認為是一種永久性現象。直到1820年的奧斯特實驗,人們才開始明白這兩種現象是有聯系的。

根據奧斯特實驗,如果把指南針放在一根通電導線旁邊,指南針總是會發生偏轉,最終變得與導線垂直。這個實驗結果證明了一個革命性的事實:移動的電荷或者說電流産生了一個磁場。接下來,法拉第的實驗将更具革命性。

愛因斯坦相對論提到了什麼(愛因斯坦創立相對論的靈感來源是什麼)3

根據牛頓第三運動定律,對于每一個作用力,都有一個相等并且方向相反的反作用力。如果用力推一個物體,這個物體就會以一個相等且相反的力反作用回來。對于引力也是如此,地球把物體吸引下來,物體也不會把地球吸引上來。

如果導線内的移動電荷可以産生磁場,那麼,也許會出現完全相反的情況:以一種适當方式産生磁場可以使電荷在導線内移動,從而産生電流。法拉第自己做了這個實驗,并且發現,如果通過移動一個永磁體進出線圈來改變線圈内的磁場,結果線圈會産生電流。

根據法拉第的發現,當改變線圈内的磁場時,就會誘導産生一種電流,它與磁場的變化相反。如果把一個鐵環套在兩個線圈上,讓電流通過一個線圈,就會在另一個線圈中産生電流。如果你把一個旋轉的銅盤放到帶有電引線的條形磁鐵附近,将會産生恒定的電流,這是第一台發電機。如果把一個載流線圈移進或移出一個沒有通電的線圈的内部,它會在較大的線圈中産生電流。

愛因斯坦相對論提到了什麼(愛因斯坦創立相對論的靈感來源是什麼)4

這就是著名的電磁感應定律,它在1834年被很好地闡述。正是通過對這一現象的思考,愛因斯坦第一次開始揭示相對論原理。考慮一下如下的兩種情況:

(1)假設有一個靜止的線圈,以恒定的速度把一根條形磁鐵移到線圈中,觀察線圈中出現的電流。

(2)假設有一根靜止的條形磁鐵,以恒定的速度把一個線圈套到磁鐵上,觀察線圈中出現的電流。

如果考慮這兩種情況而沒有涉及相對論,所出現的物理現象會有完全不同的含義。

愛因斯坦相對論提到了什麼(愛因斯坦創立相對論的靈感來源是什麼)5

對于第一種情況,當把磁鐵移到靜止的導電線圈中,磁鐵會誘導産生一個電場,這個電場會在導體中産生電流,其電流大小取決于磁鐵所産生電場的能量。

對于第二種情況,如果讓磁鐵保持靜止并移動線圈,磁鐵周圍就不會産生電場,所以也就沒有感應電流。相反,結果是導體中會産生電壓(或電動勢),它根本沒有相應的固有能量。

這一原則首先承認,不存在絕對靜止的狀态。相對論指出,所有的觀察者,不管他們的速度多快或者朝哪個方向運動,他們都會觀測到同樣的電和磁定律,以及同樣的力學定律。

愛因斯坦相對論提到了什麼(愛因斯坦創立相對論的靈感來源是什麼)6

後來的邁克爾遜-莫雷實驗更是表明,無論觀察者以怎樣的方式相對于光源運動,光速相對于他們的速度始終保持恒定,既不會增加也不會減小。但這個實驗隻是次要的考慮,正如愛因斯坦本人在《論動體的電動力學》那篇劃時代的論文中,以及他的摯友玻恩在多年後描寫愛因斯坦時所說的那樣,愛因斯坦基于更早的法拉第實驗就已經認識到相對論原理。

結合相對性原理和光速不變原理,愛因斯坦在1905年首次提出了狹義相對論,這永遠地改變了我們對宇宙的認識。但早在1834年,相對論的種子已經萌芽。相對論不是一個橫空出世的奇迹,隻是相對論種子花了71年的時間才在愛因斯坦手裡茁壯成長起來。

,
Comments
Welcome to tft每日頭條 comments! Please keep conversations courteous and on-topic. To fosterproductive and respectful conversations, you may see comments from our Community Managers.
Sign up to post
Sort by
Show More Comments
推荐阅读
自動擋車幾種變速器
自動擋車幾種變速器
說到自動變速器大家并不陌生,從自動到無級再到雙離合自動變速器發展至今已經有60多年的曆史,其主要作用就是在大負荷時增扭,小負荷時增速。但這些變速技術存在的問題是結構複雜控制複雜換擋複雜、傳動效率低、生産工藝複雜、制造難度大成本高,價格昂貴,...
2024-05-02
玉米怎樣儲存更長時間
玉米怎樣儲存更長時間
玉米怎樣儲存更長時間?把玉米棒的外皮剝到還剩一兩片,把玉米須都摘掉,然後使用保鮮膜把整個玉米棒都裹起來,盡量裹得嚴實一點然後把空氣都擠掉這樣放在冰箱冷藏室裡可以存放3到5天時間放在冷凍室則可以存放二到三個月的時間要吃的時候直接拿出來正常操作...
2024-05-02
孫悟空的師傅菩提老祖地位
孫悟空的師傅菩提老祖地位
孫悟空的師傅菩提老祖地位?孫悟空的授業恩師菩提祖師傳授了孫悟空七十二變,筋鬥雲以及刀槍棍棒各種兵器,甚至會能掐會算,知道孫悟空一定會惹禍離别的時候,告訴孫悟空不要告訴别人自己是他的徒弟另外,孫悟空打倒了人參果樹,去找師傅,那裡已經人去樓空,...
2024-05-02
适合早餐的食物
适合早餐的食物
适合早餐的食物?豆漿豆漿中的蛋白質和硒、钼等都有很強的抑癌和治癌能力,特别對胃癌、腸癌、乳腺癌有特效據調查不喝豆漿的人發生癌症的概率要比常喝豆漿的人提高50%那麼,豆漿怎麼喝既有營養又能減肥呢?連豆渣一起喝!據科學家研究發現,豆渣中含有豐富...
2024-05-02
奧林巴斯sp5
奧林巴斯sp5
10月3日消息,據外媒dailycameranews報道,奧林巴斯即将發布一款全新的中端無反相機OlympusE-M5III,該相機預計将于今年10月17日發布,預計價格為1199歐元,約合人民币9389元。據悉,奧林巴斯E-M5III将采...
2024-05-02
Copyright 2023-2024 - www.tftnews.com All Rights Reserved