一种相对论速度合成公式的简捷推导方法

本文从光速不变原理直接出发，即可获得沿运动方向的狭义相对论速度合成公式．方法简捷。而且不需利用罗仑兹变换、长度缩短、时间变慢等。     

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.     

狭义相对论与运动速度上限

论证了对于具有静止参考系特性的粒子,以绝对时空观为基础的伽利略变换是唯一允许粒子运动速度为任意大的线性时空变换,因而对于任何非伽利略型的线性时空变换,必然要求粒子运动速度存在上限。通过引进运动速度上限vm,针对静质量不为零的粒子,给出一种无需利用光速不变假设和具体的时空变换关系,而完全在动力学范围内得到相对论质速关系和质能关系的新推导,并进一步确定了相应线性时空变换的广义洛伦兹变换公式。质速关系和质能关系以及广义洛伦兹变换的新形式已不再直接与光速相关,而是由更一般的普适速度上限vm替代了光速c。对于经典伽利略变换则可作为广义洛伦兹变换在vm→∞时的一种极限特例,而速度上限vm的具体取值可由实验测量来确定。     

狭义相对论与运动速度上限

论证了对于具有静止参考系特性的粒子, 以绝对时空观为基础的伽利略变换是唯一允许粒子运动速度为任意大的线性时空变换, 因而对于任何非伽利略型的线性时空变换, 必然要求粒子运动速度存在上限。通过引进运动速度上限vm, 针对静质量不为零的粒子, 给出一种无需利用光速不变假设和具体的时空变换关系, 而完全在动力学范围内得到相对论质速关系和质能关系的新推导, 并进一步确定了相应线性时空变换的广义洛伦兹变换公式。质速关系和质能关系以及广义洛伦兹变换的新形式已不再直接与光速相关, 而是由更一般的普适速度上限vm替代了光速c。 对于经典伽利略变换则可作为广义洛伦兹变换在vm→∞时的一种极限特例, 而速度上限vm的具体取值可由实验测量来确定。     

一种用速度定义验证光速不变原理的方法

以3个相对论效应为基础,用速度定义验证光速不变原理.强调了空间与时间的相对性和统一性.指出计算光脉冲速度时必须用同一个参照系里测量的时空量.     

关于洛仑兹变换为线性变换的证明方法的讨论

洛仑兹变换是线性变换。以往对此结论的证明都是根据时空均匀性的假设,而没有用到狭义相对论本身的两个基本假设—狭义相对性原理和光速不变原理。本文将仅从狭义相对论的两个基本假设出发来推证洛仑兹变换必为线性变换。同时指出,对于证明洛仑兹变换为线性变换来说,狭义相对论的两个基本假设已够,不需要再引入其他的假设了。     

关于时空相对性的一种新认识

根据波速的普适不变性和等效Galileo迭加性,提出了基于源和接收者相对运动的Galileo-SR变换,据此导出了基于有限光速的Galileo时空相对性关系.提出了基于推迟效应的推迟相对性概念.导出了基于Galileo-RET变换的推迟Doppler频移和推迟时空相对性结论.在Galileo-SR变换和Galileo-RET变换的框架内,时间与空间独立、闭环运动中时空守恒、Newton力学无须改变仍适用于相对运动的惯性系.Micheiso-Morleyn实验、Fizeau实验、光行差、横向Doppler频移实验、运动粒子寿命实验的结论可以得到解释.狭义相对论是以有限光速对轨道运动进行观测角[0,2π)均匀分布的统计观测的理论,其时间延缓和横向Doppler频移结论适用于对轨道运动的横向观测.     

从电子束佯谬到狭义相对论

作者从分析电子束佯谬入手 ,以相对性原理为唯一出发点 ,导出了光速不变原理和狭义相对论的其他结论 ,该结果有助于对相对论的认识和了解 .     

高速运动物体的表观形象

自1905年狭义相对论创立到六十年代初,人们一直认为高速结动物体的表观形象,即是它沿着运动的方向作了罗仑兹收缩后的形象,爱因斯坦本人和罗仑兹即持这种观点。虽然在实验上还没有直接观测到,但相信随着科学技术的进步,制造出愈益精密的仪器,将来总会实现的。直到1959年,J. Terrel发表了他的研究,才弄清楚了高速运动物体的表观形象是取决于物体的罗仑兹收缩和光速有限两种效应的综合作用;在小视角的情况下,这个表观形象相当于物体作了一个转动(Terrel转动)后的形象;他还指出;罗仑兹收缩是看不见的。不久前,国内有人认为罗仑兹收缩并非绝对看不到,并提出了小视角的例子为证。本文论析了罗仑兹收缩是看得见的概念,并提供了一个大视角的可以看得见罗仑兹收缩的例子。     

一种用速度定义验证光速不变原理的方法

以3个相对论效应为基础，用速度定义验证光速不变原理．强调了空间与时间的相对性和统一性．指出计算光脉冲速度时必须用同一个参照系里测量的时空量．     

一种新的“相对论”导出方法

本文从狭义相对论的基本原理出发,建立了满足光速不变原理和相对性原理的四维运动坐标系（倾斜坐标系）,从而导出狭义相对论的主要内容和基本结论．     

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。     

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。     

对伽利略相对性原理的探究

该文介绍了伽利略相对性原理建立的历史背景和过程以及要解决的问题,并以文字和数学表述相结合的方式,详细描述伽利略相对性原理的内容。介绍了伽利略相对性原理的数学表述伽利略变换以及在伽利略变换不适用的情况下的洛伦兹变换,并论述了伽利略变换与经典电磁学理论的矛盾,以及论述了伽利略相对性原理的一些不完美之处,剖析了伽利略相对性原理与爱因斯坦狭义相对论的关系,阐述了它物理学思想史上的重要作用。     

光的惯性——关于狭义相对论观点的一个误解

分析了在狭义相对论理解上的一个错误观点,说明光具有惯性.基于光速不变原理和狭义相对性原理的速度合成法则及尺缩-钟慢效应,是一个统一自洽的整体.相对论的正确性是可靠的.     

θ—时空论

本文根据时空均匀性、各向同性及相关性的要求,直接证明了爱因斯坦的光速不变假定的合理性;同时指出光速并非一切时空中物质运动可能速度的上限;导出了比爱因斯坦更具有普遍意义的坐标系变换关系及能量动量关系。预言了负能量存在的可能,同时指出了空间“膨胀”、“消失”,时间终止、倒流的可能。在θ=O 时,该理论与爱因斯坦狭义相对论完全一致。     

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。     

融入迈克尔逊-莫雷实验目的的Sagnac效应理想实验

长期以来,光速不变假设被认为得到了迈克尔逊-莫雷实验等的广泛支持,Sagnac效应尤其是推广的Sagnac效应出现后,有人认为是对光速不变假设的否定。但Sagnac效应涉及到非惯性系,能否动摇惯性系中的光速不变假设,出现巨大争议。本文设计了一个理想实验方案,将Sagnac效应与迈克尔逊-莫雷实验目的有机融合。对此实验,相对论将难于预见和解释。该实验有助于打破争论僵局,促进人们对光速问题再认识,挑战相对论。     

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。