狭义相对性原理 编辑

爱因斯坦提出的原理

狭义相对性原理狭义相对性原理

狭义相对性原理(狭义协变性原理):一切物理定律(力学定律、电磁学定律以及其他相互作用的动力学定律)在所有惯性参考系(惯性系)中都是等价(平权)的,没有一个惯性系具有优越地位,不存在绝对静止的参考系(以太),从而否定了“以太说”和绝对空间。或者说,一切物理定律在洛伦兹变换下数学形式不变。显然,这个原理是力学中的伽利略相对性原理的推广,凡是对力学方程适用的一切坐标系,对于电动力学和光学的定律也一样适用。不同时间进行的实验给出了同样的物理定律,这正是相对性原理的实验基础。爱因斯坦假定了单向光速是常数且与光的运动无关(光速不变原理),由此得到了洛伦兹变换,继而建立了狭义相对论。

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基本信息

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中文名:狭义相对性原理

创始人:爱因斯坦

相关学科:电动力学,光学

假定条件:单向光速是常数且与光源运动无关

原理

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如果S'是相对于惯性坐标系S作匀速直线运动且无转动的坐标系,那么,根据伽利略变换,S'也是惯性坐标系,自然现象相对于坐标系S'的演变将与惯性系S的演变一样依据同样的物理规律,这个陈述称为狭义相对性原理。换言之,一切物理规律在任何惯性系中具有相同的数学形式,由于这一原理是对力学相对性原理的推广,又称爱因斯坦相对性原理。

狭义相对性原理(狭义协变性原理)还可以表述为:

物理定律在任何惯性系中具有相同的数学形式,即洛伦兹变换对于除引力外的经典物理学定律具有协变性。爱因斯坦把伽利略相对性从力学领域推广到包括电磁学在内整个物理学领域,指出任何力学和电磁学实验现象都不能区分惯性系的绝对运动,包括相对静止或者匀速直线运动。该原理与光速不变原理是狭义相对论的两个基本公设。所有惯性系的空间都是各向同性的,空间中的任一点是不动的,空间中的一点通过不同的参照物描述可以不同(物体可以是惯性系)。狭义相对性原理指出,所有惯性系都是等价(平权)的。

推广

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狭义相对性原理虽然把伽利略相对性原理(力学相对性)推广到了整个物理领域,但并不包括非惯性参考系。爱因斯坦把相对性原理推广到一切参考系,指出物理定律在一切参考系中都具有相同的数学形式,这就是相对性原理。相对性原理是物理学最基本的原理之一,它否定了“绝对参考系”(绝对空间)。在一个参考系中建立起来的物理定律,通过适当的坐标变换,可以适用于任何参考系。相对性原理最初由伽利略提出,当时的适用范围是经典力学。爱因斯坦将其推广到包含力学和电磁学的整个经典物理学范围,后来更进一步将引力现象也包含进来。

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