相对论和超光速——Ⅰ.运动学部分

本文表明,如果我们认识到狭义相对论不能排斤超光速运动存在的可能性,并按爱因斯坦的方法重新讨论狭义相对论,一个新的运动学将可建立.当物质以亚光速运动时,它将保留狭义相对论运动学的全部意义;而当物质以超光速运动时,则给出了新的内容.     

关于狭义相对论的本质

在量子力学基础上，根据空间－时间反演等价于正反粒子变换这一基本对称性，导出了狭义相对论的质能关系式和洛伦兹变换，从而说明了高速粒子质量增大和运动钟变慢等相对论运动学效应有其普适的内禀动力学本质。     

洛伦兹力的相对论解释

用狭义相对论讨论运动电荷之间的相互作用时，可以推导出洛伦兹力的表达式.并且可以看到电力(库仑力)与速度无关，磁力与速度有关，因而磁力是一种相对论效应..     

相对论中的时空

<正>相对论是狭义相对论和广义相对论的统称。狭义相对论描写的是真空中的《平直)时空结构。狭义相对论的核心方程式是不同惯性系的时空坐标之间的洛伦兹变换;它的一切(运动学)结果和预言都来自洛伦兹变换。狭义相对论中的惯性系同牛顿物理中的惯性系比较,空间坐标的定义没有区别,时间坐标的定义则有原则的区别;牛顿惯性系的时间坐标是绝对不变的,爱因斯坦惯性系的时间坐标是由光速不变原理定义的(也就是用不变的光速同步惯性系中所有空间坐标位置的时钟)。狭义相对论的运算只能在惯性系中进行。     

普通情况下的多普勒效应表达式

考虑到波源和接收器相对于介质同时沿不同方向运动,推导出普遍情况下的机械波多普勒效应表达式·基于爱因斯坦的相对性原理和光速不变原理,利用狭义相对论的时间膨胀公式,推导出光在真空中的多普勒效应表达式·这一推导方法简单明了,物理概念清晰·最后给出了应用多普勒效应表达式的两个实例·     

孪生子佯谬的讨论与计算

依据狭义相对论的时间膨胀效应和速度变换公式,从单一惯性系出发,对相对论中的孪生子佯谬问题作出计算与讨论,结果证明了狭义相对论的理论是自洽的;一切惯性系都是等价的;运动的生物钟寿命将延长.     

狭义相对论的滑落悖论及其解决方案

本文阐明,在狭义相对论中,存在滑落悖论,它揭示了狭义相对论单纯强调运动的相对性而否定运动的绝对性所导致的深刻的逻辑矛盾.如果承认存在绝对参考系,按斐兹杰惹一洛伦兹长度收缩效应和洛奇一洛伦兹时间延缓效应,就可以消除滑落悖论,以绝对参考系原理和回路平均光速不变原理为基本假设所建立的标准时空论,逻辑严谨,符合迄今为止的所有观察实验事实,并且将斐兹杰惹一洛伦兹长度收缩效应和洛奇-洛伦兹时间延缓效应,包含在自己的逻辑推论之中.在标准时空论中,不存在滑落悖论.     

相对论真错了

将相对论性纯纵向光多普勒效应公式可以被改写为与洛仑兹变换在结构上相仿的数学表达形式,进而给出新的洛仑兹变换数学表达形式,依此研判,狭义相对论是完全错误的理论。     

洛伦兹力的相对论解释

用狭义相对论讨论运动电荷之间的相互作用时，可以推导出洛伦兹力的表达式，并且可以看出电力（库仑力）与速度无关，磁力与速度有关，因而磁力是一种相对论效应。     

从公式E=mc~2谈质量

爱因斯坦在一九○五年发表了狭义相对论,一九一六年又完成了对广义相对论的研究。相对论的原理,改变了当时的人们认为是“天经地义”的经典力学的时空观,描绘出一幅崭新的宇宙图景,在相对论运动学的基础上建立起来的相对论动力学,是物质高速运动的规律,它把经典力学作为低速运动的特例包括在内。     

狭义相对论中的佯谬之谜新探索

通过对双生子佯谬的分析,指出狭义相对论的"尺缩钟慢"是测量效应,所有关于狭义相对论的佯谬和悖论都不存在.狭义相对论的本质是一种数学方法,它为广义相对论的提出提供了数学方法和物理思想,验证狭义相对论结论的实验实际是验证了广义相对论的结论.     

关于多普勒效应的进一步讨论

讨论了波源和观察者不在同一直线上运动时的非相对论多普勒效应,得出了计算非相对论多普勒频移的普遍公式。     

正N边形与薄圆盘绕中心轴旋转时的相对论质量

众所周知,量子论和相对论是20世纪两个最重大的科学发现,它们为物理学乃至整个自然科学的发展奠定了坚实的理论基础.根据相对论理论,在运动过程中,由于相对论效应的存在,任何物体质量都会发生变化,尤其是在高速运动时,这种变化更加明显,这已被实验所证实,如μ子的衰变和光的多普勒效应等.     

时钟延缓效应的理论解释与实验检验

利用狭义相对论关于运动时钟变慢的理论和广义相对论的等效原理可以解释时钟佯谬问题，而且这种时钟延缓效应已经取得了实验很好的验证。     

狭义相对论知识结构体系和科学研究方法探讨

狭义相对论知识结构体系分为运动学和动力学两部分．在狭义相对论教学中,只有把教育理论和狭义相对论所涉及的科学研究方法有机的结合起来进行教育教学改革,才能有效提高学生的科学素质,掌握科学研究方法,达到事半功倍的效果．     

反相对论类似反鬼神论

在狭义相对论诞生一百年之际,有关狭义相对论的争论再次被推向一个高潮.争论的焦点有:(1)光速不变原理及其数学表述是否正确;(2)时间延长效应、尺寸缩短效应、同时性的相对性效应是否存在;(3)质量与能量是否能互相转化;(4)狭义相对论是否得到了实验验证.     

“同时的相对性与运动时钟变慢”的教学探讨

针对学生在学习"爱因斯坦狭义相对论"中的"同时相对性与运动时钟延缓效应"时普遍感到难以理解的困难作了一些教学探讨.     

复摆钟相对论钟慢效应的研究

研究复摆钟在相对论运动下的钟慢效应和复摆钟发生钟慢效应的内在机制.结果表明,复摆钟整体沿水平方向运动的钟慢效应是因为动力学机制发生了变化;而沿垂直方向运动的钟慢效应,既与动力学机制的变化有关,也与运动学机制的变化有关.一般情况下,无论复摆钟朝什么方向运动,都将发生钟慢效应.两惯性系相对速度一定时,运动的复摆钟都比静止的钟慢了一个相同的因子.     

狭义相对论运动学的举例教学

文章以狭义相对论运动学的教学内容为主线,对包含狭义相对论思想的例子进行了总结和介绍,以期对其教学提供一定的参考价值,并尝试将课改思想引入高校物理课堂教学。     

爱因斯坦的下一个目标：用相对论揭开引力之谜

爱因斯坦在完成他的狭义相对论之后并没有满足，因为狭义相对论不涉及引力，然而，天体的运动是由引力决定的，说“宇宙是被引力控制的”，那一点也不过分。