洛伦兹变换式的一种推导

基于传统文献利用线性变换和间隔不变性导出相对论时空坐标变换关系 ,但对变换式y′ =y ,z′ =z均未加证明 ,提出了另一种洛伦兹变换式的推导方法 ,从两个不同惯性系Σ和Σ′同时观测同一事件P ,利用光速不变原理 ,导出了在不同惯性系中的特殊洛伦兹变换式和一般情况下的洛伦兹变换式 ,并说明了一般情况下的洛伦兹变换式转换为特殊洛伦兹变换式的条件     

基于相对性原理的洛伦兹变换

阐述了相对性原理的物理含义,从真空无源区麦克斯韦方程组基本形式的惯性系选择无关性和惯性系之间坐标变换的对称性出发,推导了洛伦兹变换,从而验证了爱因斯坦相对论中两条基本假定的相容性。讨论了洛伦兹变换的几个重要结论,证明相对性原理和光速不变原理是等价的。     

关于时钟佯谬的争论

一、引言 1905年爱因斯坦提出了狭义相对论的基本原理,并进一步预言了运动时钟变慢的效应。爱因斯坦的见解,得到了很多物理学家的赞同,同时也有些人持反对意见,这就引起了一场关于时钟佯谬的争论。二、时钟佯谬的论证爱因斯坦根据光速不变原理和相对性原理认识到不同惯性系测量同一物理事件,所得数据服从洛伦兹变换。如图1,假定时间t=tˊ=0时刻两惯性系K及Kˊ的坐标原点重合,座标轴相互平行,Kˊ系以匀速u沿z轴方向运动,M代表发生的物理事件,按洛伦兹变换:     

光速不变原理的讨论

光速不变原理是狭义相对论的两条基本原理之一。光速不变原理包含两点内容:①光速与光源运动无关;②光速不依赖于观察者所在参考系。文中讨论了这两点之间的区别。指出宋代超新星爆发事件只是有助于证明“光速与光源运动无关”,而不能证明整个光速不变原理;同时指出“光速与光源运动无关”不违反经典物理学中的伽利略变换。澄清了对光速不变原理的一些不清晰的认识。     

绝对静止系形式时间及时间疑难

本文定义的绝对静止系不同牛顿的绝对静止系,阐述了形式时间的本质,讨论了洛伦兹变换的物理意义。揭示了狭义相对论中与广义相对论无关的时间疑难和空间疑难,指出了“尺缩效应”是“钟慢效应”的一种表现形式。     

惯性系与加速系的坐标变换求解

通过洛伦兹变换和狭义相对论动力学公式if=(du)/(dτ)推导出惯性系与加速系的坐标变换,进一步得到加速系的度规。表明加速系问题可以纳入狭义相对论体系。     

惯性系矢径方程的另一种变换

在狭义相对论中,惯性系矢径方程的坐标和时间变换关系是用洛仑兹变换式来表达的,其推导过程相当繁琐．本文运用简单的数学方法推导出惯性系矢径方程的另一种坐标和时间变换式。     

狭义相对论入门 大学教材

100年前，相对论成为了近代物理的奠基石。它与量子理论共同组成了近代物理的两个基本概念。狭义相对论对于时间和空间的联系使我们有了一种新的观察宇宙的视角。它基于两个基本原理：1．相对性原理，即所有的惯性系都是等效的，不可区分。2．光速不变原理，即观测者观察到的光速都是恒定的，无论光源是静止的还是匀速直线运动着的。本书对狭义相对论做了全面的描述。     

狭义相对论中的Galilean变换

运用几何语言,从时空的3+1分解的角度,探讨了狭义相对论中具有Galilean变换形式的坐标变换,以及参考系与坐标系的区别、惯性坐标系的测量意义、光速不变的含义等概念性的问题。     

爱因斯坦的狭义相对论是正确的吗?

物理学定律之一的相对性原理从任意惯性系看来的一致性最先由H.Poincarè推介,而Lorentz变换(LT)体现该原理,但H.Lorentz于1904年发表的相对性思想是在以太存在性之下得出的.1905年Einstein发表了著名论文,其中有一个公设——光速不变性原理,由此认为不需要以太,亦即用不着一个优先的参考系.后来的讨论总包含下述问题:Einstein的狭义相对论(SR)和改进的Lorentz理论(MOL),哪个更好地描述自然界?这两者的主要区别在于,SR认为所有惯性系都是平权、等效的,而MOL认为存在优先的参考系.多年来的众多研究讨论显示,SR存在逻辑上的不自洽,亦缺少真正确定的实验证实.由此可以理解欧洲核子研究中心(CERN)的著名科学家John Bell在1985年所说的话:"我想回到Einstein之前,即Pioncarè和Lorentz".这实际上是说SR是不正确的.现在我们应重新审视1905年Einstein以光速不变假设为基础的关于同时性的定义——当光信号由位置A传到位置B,并立即返回到A,则有时间关系式tB--tA=tA--tB.……但在2009年林金团队发表一篇论文,报道他们对Einstein光速不变假设的判决性实验检验,它是在中国科学院国家授时中心的高精度TWSTT(双向卫星时间传递)设施上完成的.通过对比单程光信号同时性定义和双程光信号同时性定义的测量机制证明:在有相对运动的情况下双程光信号中的"往"和"返"两个单程信号通过的时间必然是不相等的,因此tB--tA≠t'A--tB.在航天技术帮助下,林金教授证明了光速不变理论的错误.SR的逻辑基础是相对主义,会造成原理上的悖论.产生的各种悖论质疑了SR的自洽性,最著名的一个是P.Langevin于1911年提出的双生子佯谬.本文对时空一体化提出批评,相对论正是建筑在space-time概念的基础上.但space-time的意思是什么?人们其实并不知道.Minkowski建议了一个4维矢量,把时间与3维空间搞在一起.这种处理在数学表达上有优点,但与物理实际相悖.space-time在计量学和SI制中都不存在,并且没有可测性.把空间矢与时间矢相加根本不可能,没有任何意义!从根本上讲,时间与空间不能混合在一起.基于上述理由,我们认为Einstein的狭义相对论是不正确的.     

速度相加定理与光速不变原理相容性探析

在低速近似(vC)情况下,相对论速度相加定理便退化为经典的速度相加定理.研究问题的速度所处的范围为:低速,选经典速度相加定理;高速,选相对论速度相加定理;相对论速度相加定理与光速不变原理是相容的,真空中光速大小与惯性系的选择无关.     

关于光速C的可超越问题——论广义相对论中的光速与极限速度

狭义相对论的光速不变原理指出,真空中的光速相对于任何惯性系沿任一方向恒为C,并与光源运动无关。由于狭义相对论的巨大成就,使得人们对光速是极限速度这个结论,多年来未能引起怀疑。但是六十年代以来,由于科学技术的发展,提出了是否存在超光速粒子的新课题。近年来已发表过不少文章,在理论和实验上做了不少工作,     

洛伦兹变换的地位、作用及其物理意义

洛伦兹变换是一物理事件相对两个不同惯性系之间的时空坐标变换方程。它以严谨的数学语言反映了狭义相对论新的时空观。由此统一了物理学中的宏观低速领域与微观高速领域。并为现代物理学的发展提供了广阔的空间。本用定性的物理分析和定量的数学推导相结合。着重阐述了洛伦兹变换在狭义相对论中的地位、作用及其物理意义。     

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.     

爱因斯坦相对论的根本性修正——光速可变的相对论力学(下)

本文从多方面证明爱因斯坦的光速不变假设和洛伦兹的长度收缩假设不成立,基于这两个假设的洛伦兹变换不能赋予麦克斯威电磁场方程及电磁波方程以不变性,不能解释多普勒效应和先行差,不能给出动体的质能当量关系,爱因斯坦力学的动质量公式与动能公式不自洽.他的广义相对论不能解释水星近日点进动.作者立足于相对性原理,不需要其他任何假设,建立了新的相对论.新理论证明:同时性是普适的;光速可变,光速不是速度的极限;多普勒效应、红移和光行差都是光速变化引起的;光子有静质量.新理论还能精确地证明动体的质能当量关系及惯性质量与引力质量等效,并揭示惯性场与引力场的广义对应.新的相对论力学可以准确计算光线经过太阳表面的偏转及水星近日点进动.从而用力学诠释取代了爱因斯坦关于质量使时空扭曲的几何诠释,并消除了他的广义相对论与狭义相对论之间的矛盾.     

库仑定律与毕奥-萨伐尔定律

应用狭义相对论研讨电磁场基本定律,由库仑定律和洛伦兹变换推导出毕奥—萨伐尔定律。依据两相对匀速直线运动的惯性参考系,以两惯性参考系之间力的洛伦兹变换为基础,分析两点电荷之间的相互作用力,导出洛伦兹力公式,定义磁感应强度,最后推导出毕奥一萨伐尔定律。     

狭义相对论的公设与变换

本文注意到真空中的光速在狭义相对论里的重要作用,以光速为基准定义1种无量纲速度,从狭义相对论的两个公设出发,直接导出 Lorentz 速度变换,然后由它导出其它变换。     

狭义相对论中的可变换假设与极限速率

指出了狭义相对论中除了相对性原理和光速不变原理之外隐含的一条重要假设———可变换假设.证明了可变换假设与极限速率假设的等价性,从而说明了“光速是极限速率”是狭义相对论的假设,而不是狭义相对论的结论,并且这个假设没有得到可信的实验证明.     

Lorentz变换的一种推导

通常认为狭义相对论有两个互相独立的基本原理:相对性原理和光速不变原理。二者相结合可以证明在惯性系时空变换下间距不变从而导出Lorentz变换。但不少人对光速不变原理持保留态度,1911年P.Frank和H.Rothe就曾企图抛弃光速不变原理,他们在时空变换是单参数线性齐次群及长度收缩只与相对速度有关的假定下,推出三种变换式。但他们并没有明确说明其推导是建立在什么物理原理基础上,也没有说明时空变换式结构为什么是线性齐次变换群。其后H.WegL等又作了一些修补工作。B.A.     

普遍的质速关系和狭义相对论

依据相对性原理以及动量守恒和能量守恒定律, 无需利用光速不变假设和具体的时空变换关系证明相对论能量必须正比于相对论质量。通过建立和求解质速关系的微分方程, 自动给出极限速度vm, 并得到一种普遍适用的相对论质速关系。该质速关系既适用于具有静质量且运动速度小于极限速度的“慢子”, 又适用于不具有静质量且运动速度大于极限速度的“快子”以及运动速度等于极限速度的“常子”。在此基础上可确定运动学时空变换的广义洛伦兹变换公式以及动力学的质能关系和能量-动量关系, 从而建立一种更为普遍的狭义相对论理论。无论是否存在无静质量的“快子”和“常子”, 无论是否发现超光速现象, 新的相对论理论都是成立并自洽的。极限速度的具体取值可由实验测量确定, 若取vm=c , 就回到传统相对论的公式, 光速不变则成为相对论的一个推论。