球面洛仑兹变换与时空基本属性研究

对惯性系K中的几何球面施以洛仑兹变换,在K'系得到扁椭球面;对K中的光波前球面,在K'系则得到球面;两者皆源于时空的基本属性,但前者是由于物体长度的相对性.后者则是由于光速的不变.     

一种洛仑兹变换的推导方法

洛仑兹变换是狭义相对论的基础,现在使用的大学物理教材和传统文献一般利用线性变换和间隔不变性导出相对论时空坐标变换式,过程复杂学生难以理解．笔者提出了另一种洛仑兹变换式的推导方法,从两个不同惯性参照系S和S’同时观测同一事件,再根据两个相对运动参照系的线性关系推导洛仑兹变换,简单易懂．     

不同惯性系中的动量和能量的相对论变换

从洛仑兹速度变换式出发,简易地导出不同惯性系中的动量和能量之间的相对论变换关系.     

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。     

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:     

电磁相对论梗概

根据光速不变和惯性系平等假设,推导出洛仑兹变换.由洛仑兹变换导出事件的可观测量和光速合成公式.借助两个假设证明了电磁动量遵从洛仑兹变换.于是从理论上证明了质速公式.     

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。     

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     

基于相对论的运动体电磁散射数值仿真

提出基于相对论的运动体电磁散射的精确数值计算方法。此方法包括时空变换、电磁场变换以及任意参考系的电动力学。电磁散射仿真在目标系进行, 通过相对论变换得到雷达系的数值结果。通过匀速运动的例子计算多普勒效应, 通过加速运动和圆周运动的例子计算加速度引起的相对论效应, 通过旋转和振动的例子计算微多普勒效应。其中加速运动的例子中考虑非惯性系的影响,并与惯性情形做比较,表明加速度仍会对回波产生影响。算例结果表明此方法可精确模拟以任意方式运动的物体。     

洛仑兹变换的一种推导

洛仑兹变换是相对论的一种基本变换,它给出了新时空理论的全部特点。目前国内的电动力学教材及其参考书在推导洛仑兹变换时,都是以假定变换应是线性的为出发点。时空的均匀性和各向同性是时空的基本属性。事实上,从时空的基本属性出发,可以证明出不同惯性系之间的时空变换是线性的。本文将首先分析狭义相对论的两条基本假设所发映出的时空特性,再给出时空变换是线性变换的证明,最后给出洛仑兹变换的推导。在证明和推导过程中,充分利用了时空的均匀性和各向同性,因而这个证明和推导的物理图象是清晰的。     

绝对意义下的相对意义

文章从四维矢量、物理观测的角度出发,就相互运动惯性系之间的坐标变换关系进行讨论.推导结果表明:新的变换关系满足相对性原理,变换关系允许超光速存在,通过合适地选择坐标的O、O'点及事件点P,可使变换得到简化.在一定条件下可以获得Einstein相对论的洛仑兹变换,并进行对比和解释.     

狭义相对论源于对光速不变原理的错误解释

简单介绍了狭义相对论的基本假设和基本时空观,详细地分析了洛仑兹坐标变换的推导过程和存在的主要问题。对用两个相对作匀速直线运动的坐标系描述同一事件的坐标变换方式进行了推导,得出了以洛仑兹变换为基础的狭义相对论是错误的和两物体的相对运动速度可以大于光速的结论。     

关于时间膨胀和长度收缩的研究

由洛仑兹变换出发,从另一角度推导了时间膨胀和长度收缩公式,并根据狭义相对论时空观中的"同时的相对性",由被测量者如何看待别人的测量这一角度,解释了从不同参考系测量时产生此种时空尺寸变化的原因.     

相对论中的一个矛盾问题及分析

在由洛仑兹变换推证动量守恒定律在不同惯性系中具有相同的数学形式过程中，提出了一个推导中的矛盾，通过对这一矛盾的分析，说明同一物体不仅运动时的质量与静止时的质量不同，而且不同情况下的静止质量也是不同的。进而对几种情况下物体的静止质量做了说明，强调在相对论中，对静质量的处理，不能一概而论，必须具体问题具体分析。     

Lorentz变换修正公式

Lorentz变换的根源在于,当t’=t=0时,两惯性坐标系K’和K的原点O’与O重合,这时,在其公共原点发出的是一个传播速度为光速c的光信号。经过Lorentz变换,认为光速c是一切实际物体运动速度的极限。本文假设,当t’=t=0时,两惯性坐标系K’和K的原点O’与O重合,这时,在其公共原点发出的是一个超光速信号。由此导出了Lorentz变换修正公式,并证明了超光速没有极限值,ds2仍然是Lorentz不变量。同时还导出了相对论速度变换修正公式。由此还可以导出在超光速条件下,惯性坐标系之间的其它变换公式。     

洛仑兹变换式的一种推导方法

本文针对教学中遇到的问题,给出一种与工科大学物理教材不同的洛仑兹变换式的推导方法,其特点是:根据狭义相对论的基本原理推出的若干重要结论,进行变换式的推导,并使变换式因子K的推导和论证y′=y同时进行,且只需根据光速不变原理,图6,参2。     

运用狭义相对论速度变换法则应注意的问题

狭义相对论速度变换法则是指同一物体在两个惯性系中的速度之间的变换关系,它与计算两个物体在同一参照系中的相对速度是不同的.     

运用狭义相对论速度变换法则应注意的问题

狭义相对论速度变换法同是指同一物体在两个惯性系中的速度之间的变换关系,它与计算两个物全在同一参照系中的相对速度是不同的。     

洛仑兹变换的矩阵表达式

从特殊情况下的洛仑兹变换出发,利用坐标变换和矩阵理论,导出了两个惯性系的相对运动速度取向任意,且不沿任一坐标轴洛仑兹变换的矢量表达式和矩阵表达式.图2,参5.     

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。