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狭义相对论自我否定剖析

$F[摘要]$E$T证明了相对性原理和光速不变原理在逻辑上最互不相容、彼此矛盾的,指出这构成了狭义相对论自我否定的逻辑由来;否定了爱因斯坦关于“两条基本原理是彼此相容的”证明;逐一论证了狭义相对论自我否定的诸多方面。$E$$$F[关键词]$E$T两条基本原理 相对论 自我否定 逻辑$E$$一、狭义相对论(下称相对论)自我否定的逻辑由来$$(一)关于爱因斯坦(E-instein)对两条基本原理相容的两个“证明”$$相对性原理和光速不变原理是爱氏建立相对论时提出的两条基本原理。但这两条基本原理在逻辑上是互不相容、彼此矛盾的。最早认识到这一点的正是爱氏本人,不过他认为不相容是表面上的。但爱氏并没有相信自己的说法,他对两条基本原理是否真的互不相容仍心存疑虑,这促使他对此给出了第一个“证明”,让我们看看爱氏到底证明了什么:$$“我们现在必须证明,如果像我们假定的那样,在静系中任何光线均以速度c[注一]传播,那么在动系中量度时任何光线亦以速...  (本文共8页) 阅读全文>>

《大学物理》2019年03期
大学物理

狭义相对论学习中学生的错误理解研究概述

狭义相对论是物理学的重要组成部分,不仅对科学的发展具有重大的意义,而且还深刻地影响了人类认识世界本质的方式.通过高中阶段的学习,学生基本建构了与现实生活相切合的经典时空观.而狭义相对论时空观则延伸出一些与现实生活相矛盾的效应,能够引发学生的质疑,进一步激发他们学习物理的兴趣.虽然狭义相对论的学习侧重于概念理解,而不是数学计算,但其实验现象比较复杂且难以理解,可能导致学生在学习狭义相对论时会面临诸多困难. 因此,国内外有许多研究学者对狭义相对论教与学的情况进行了研究.国内研究侧重于教师怎么教,与对某一具体概念进行辨析[1-27].例如,杨志万等人从不同角度探讨如何开展狭义相对论的教学,认为狭义相对论教学中应重视思想传递与案例探讨[21].而在特定概念辨析方面,郭汉英等人介绍了狭义相对论中对“质量”这一概念错误理解的历史,并指出当前教学中存在的错误表述[1,2,9];宋辉武等人对狭义相对论教与学中常出现的“观测”、“观看”两词进行辨...  (本文共7页) 阅读全文>>

《中学物理教学参考》2006年03期
中学物理教学参考

狭义相对论已获精确实证

美国国家标准技术研究所和麻省理工学院的物理学家说,他们通过迄今最直接、最精确的实验证明了爱因斯坦狭义相对论中著名的质能公式. 质能公式(E~八介2)指出,物质的总能量相当于其质量乘以光速的平方.它表明能量和质量可以互相转换,而光速是恒定不变的常数.这一公式是爱因斯坦1905年发表狭义相对论时提出的,被认为是狭义相对论的基础,也奠定了新的时空观,此前,其他物理学家曾用多个间接实验证明了质能公式的正确性. 但科学家认为,这些实验存在一定的前提条件,可能引起对质能公式广泛适用性的质疑.美国科学家在2。。5年22日出版的《自然》杂志上发表的论文中说,他们所采用的方法已经直接支持质能公式. 这一实验的原理是:按照质能公式,当一原子核捕获新的中子时,它的质量就会变成原先原子核和中子质量之和再减去这一过程消耗的中子结...  (本文共1页) 阅读全文>>

《物理通报》2016年11期
物理通报

论狭义相对论的建立

狭义相对论诞生已经有100多年的时间了,但至今为止,人们对狭义相对论的理解仍有很大的不同.对于大多数人而言,谈论狭义相对论就像是在讨论外星人一样.狭义相对论诞生后,它颠覆了人们以前对物理世界的认识,人们从内心上认为它是神秘的,不可认识或者说是难以认识的.其实,狭义相对论是对客观物理世界更加准确解释的一个理论,是对经典物理理论中时空认识的修正.在爱因斯坦提出狭义相对论之前,洛伦兹已经建立了洛伦兹坐标变换式,局限于当时对“以太”的认识,洛伦兹坐标变换没有一个相应的物理解释.麦克斯韦方程在做伽利略变换时不表现协变性,导致以太这一标准参考系在电磁理论中的引入.1887年,迈克尔孙-莫雷实验结果出乎所有人意料,它没能证明以太的存在.物理学是一门建立在实验基础上的精密科学,这种矛盾的出现在物理学界就引起了轩然大波,人们通过各种方式,建立各种理论来解释这个矛盾.本文以对爱因斯坦建立狭义相对论有重大影响的理论或实验为引子,理解和讨论爱因斯坦建立...  (本文共4页) 阅读全文>>

《物理教师》2016年12期
物理教师

狭义相对论疑难问题的形象解法探究

狭义相对论中主要包括两种常见的经典模型,单光源模型和双光源模型.能否透彻理解这两个模型对狭义相对论的学习至关重要.很多大学物理的教辅资料对这两类模型的讨论只是停留在定性层面.本文将在定量层面上深入剖析这两类模型中所蕴含的玄机,并通过大学物理中的洛伦兹变换方法进行对比验证,希望可以对广大一线教师有一定的参考作用.狭义相对论的基本原理之一光速不变原理指出“真空中的光速与观察者所处的参考系无关,也与光源的运动速度无关”;钟慢效应实际上描述的是在不同惯性系中两个事件的时间间隔具有相对性,当然本质上也反映了同时的相对性;尺缩效应实际上描述的是在不同惯性系中两个事件的空间距离具有相对性.如果把时间间隔和空间距离统一起来便可以形成间隔的概念,虽然时间间隔和空间距离在不同惯性系下具有相对性,但是间隔却具有不变性,而间隔不变性正是光速不变性的数学表示.洛伦兹变换反映了从一个惯性系到另一惯性系的时空坐标变换式,我们在定量处理一些问题时,所采用的最简...  (本文共3页) 阅读全文>>

《物理通报》2017年S2期
物理通报

如何上好狭义相对论课程

狭义相对论出现在高中物理和大学物理中.狭条原理出发,建立了狭义相对论[1~3].义相对论在学生们的心目中一直是既神秘又难懂.2 狭义相对论的介绍下面就针对如何上好狭义相对论课程这一话题发表一些看法.提起狭义相对论,学生们往往会想起长度收缩和时间膨胀.但这只是狭义相对论的两条结论.1 时代背景讲授整个狭义相对论的关键是狭义相对性原理和光讲授狭义相对论时,应该注重时代背景.我们需速不变原理.只要你接受这两条原理,那么从这两条要介绍一下20世纪以前物理学所面临的难题:麦克原理出发就能很自然地推导出描述狭义相对论时空斯韦根据麦克斯韦方程组预言光是电磁波,速度为观的洛伦兹变换.根据洛伦兹变换就能得到所有狭c.根据麦克斯韦方程组预言的光速没有依赖参考义相对论的结论.所以理解狭义相对论的关键在于系,这与描述物体运动状态需要选择参考系这一常理解狭义相对性原理和光速不变原理,很有必要深识相违背.为了协调这一矛盾,物理学家们假设麦克入讲解这两条原理...  (本文共2页) 阅读全文>>