“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.     

同时的相对性在长度收缩公式推导中的应用

根据洛仑兹变换从不同角度推出长度收缩公式,指出在推导过程中可能会出现的问题,并强调同时的相对性在公式推导过程中的重要性.     

同时性的相对性之分析与例证

同时性的相对性是相对论时空观的核心,也是使人最感迷惑之处.本文先通过“F.J.Bueche的思想实验”定性地树起同时性的相对性的形象,然后又结合两个例子对同时性的相对性作了定量的分析.     

对狭义相对论中＂同时＂的相对性的一种论证方法

用时钟的启动讨论＂同时＂的相对性。     

关于电场与磁场的变换关系及其相对性

本文避开张量概念，由洛伦仑兹力公式的协变性，来讨论电磁场的变换关系，进而说明电磁场的相对性，并通过一具体事例讨论不同参考系中电磁场的来源。     

相对论中的相遇问题

通过例子阐明在相对论中，时间的相对性问题非常重要，如忽略了这一问题，在讨论有关相遇问题时，就会出现概念错误．     

电磁场量和电磁力的相对性

本文从相对论的观点出发,由Maxwell方程导出了不同的惯性系之间电磁场量的变换关系,从而解释了Coulomb力与Lorentz力的本质,并讨论了电磁感应问题。     

关于相对运动时钟的相对性和绝对性

巧妙地利用狭义相对论中的同时相对性的结论 ,对相对运动时钟的相对性和绝对性进行分析 ,从而进一步说明了同时性的相对性这一结论具有普遍的意义。     

相对论时空观解释的一些探讨

笔者在教学中发现,不少学生对于相对论时空观的理解上还存在一些误解。本文就“运动尺子收缩”,“运动时钟延缓”、“双生子佯谬”等问题作了一些探讨,谈谈我的认识。     

关于洛仑兹变换的两点讨论

本文通过对洛仑兹变换的讨论,揭示了运动描述的相对性、相对论时空观与洛仑兹变换的关系;可帮助简化思维过程。     

广义相对论中的同时性定义

按照广义相对论时-空间隔的特性,同时性定义被严格地推广到广义相对论.同时性定义原是狭义相对论中的重要问题,过去一些文献将它推广到广义相对论时,忽视了广义相对论与狭义相对论在时空特性上的差别,因而在推广的过程中,出现了一些概念上或计算上的混乱和错误,影响了对广义相对论的正确理解.通过严格的论证,指出了这些混乱和错误,并予以了改正.     

运动电荷的电场与磁场

本文论证了低速运动点电荷产生磁场等价于该运动电荷的变化电场所产生的磁场，并进一步计算了高速运动点电荷激发的电场与磁场。     

光纤捷联惯性测量组件在无安装基准时标定方法

为了提高光纤捷联惯性测量组件(IMU)在没有安装基准时的标定精度,推导IMU在存在安装误差时的精确测量模型,采用粗、精两级结合标定的方法进行标定. 粗标定采用传统的6位置标定编排,精标定按回归D最优原理设计了试验编排方案,并对测量模型参数进行带约束条件寻优,以粗标定的结果为寻优时的初值. 实验结果表明,该方法能准确估计出IMU在转台上的安装误差角及测量模型中的各参数项,达到了IMU安装时不需要调平和对准也能实现精确标定的目的. 经多次重复实验发现,"30位置"标定编排拟合误差最小,复相关系数最大,可作为系统的最佳标定方案.     

视广义相对论及新广义相对论为广义引力理论特殊情况的研究

根据广义引力理论的基本公式导出了广义相对论和新广义相对论的引力场方程和粒子运动方程．结果表明了广义相对论和新广义相对论均是广义引力理论的特殊情况．阐述了这种方法在理论上和运算上的一些优点．     

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。     

时钟校准过程中的组合钟差预报模型

时间同步技术在分布式系统中应用广泛,时钟校准是时间同步的前提。针对时间校准过程中所需的时间信号可能出现传递失效等问题,在时间校准过程中引入钟差预报技术。同时为提高钟差预报模型的预报精度,提出一种GM-BP神经网络的钟差预报组合模型,首先利用已测钟差数据建立多个不同维数的GM(1,1)钟差预报模型,并对某时段的钟差进行预报,发挥多个不同GM(1,1)模型的优点;然后利用训练好的BP神经网络对预报结果进行非线性组合,最终的预报结果为BP神经网络非线性组合后的钟差。利用衰减器模拟对流层散射信道,设计对流层散射单向时钟校准试验,利用试验过程中实测的钟差数据进行组合模型精度验证。仿真结果表明,组合模型较单一预报模型,预报误差更加平稳,精度上提高53%~95%。     

微型惯性测量组合标定技术

对微型惯性测量组合 (MIMU)的系统标定技术进行了研究 ,利用加速度计的静态输出 ,得出了初始安装角误差、零位偏差及标度因子的计算方法 ,详细介绍了各参数的测量原理及计算公式。从实际应用的角度出发 ,对加速度计零偏的实时计算方法、基座初始水平偏差的影响及横向灵敏度的影响进行了分析 ,得出了相应的数学模型及修正算法。在此基础上进行了一定距离姿态及位置测量试验 ,给出了试验结果。试验结果表明 ,位置测量精度可提高到 1～ 2 cm ;初始位置实时标定可得到与单独标定及预调整近似的结果