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狹義相對論的建立及其物理意義
目 錄
中文摘要……………………………………………………………………………………………………1
前言…………………………………………………………………………………………………………1
1、相對性原理的考察……………………………………………………………………………………1
１.１相對性原理的發(fā)展史………………………………………………………………………1
１.２彭加勒的“相對性原理”…………………………………………………………………………3
１.３愛因斯坦狹義相對性原理的提出經(jīng)過…………………………………………………………4
１.４相對性原理的實驗驗證…………………………………………………………………………5
2、光速不變原理的研究…………………………………………………………………………………5
２.１早期光速的測量…………………………………………………………………………………5
２.２109世紀(jì)末210世紀(jì)初對光速的研究…………………………………………………………8
２.３愛因斯坦提出光速不變原理的經(jīng)過……………………………………………………………9
3、狹義相對論的驗證…………………………………………………………………………………10
３.１時間延緩式的驗證………………………………………………………………………………10
３.２質(zhì)量與速度關(guān)系式的驗證………………………………………………………………………11
３.３質(zhì)能關(guān)系式的驗證………………………………………………………………………………11
３.４長度收縮效應(yīng)的驗證……………………………………………………………………………12
4、狹義相對論建立的意義………………………………………………………………………………13
結(jié)束語……………………………………………………………………………………………………14
參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………………………………15
英文摘要…………………………………………………………………………………………………15
致謝………………………………………………………………………………………………………16
狹義相對論的建立及其物理意義
摘要：本文概括地介紹了狹義相對論建立的過程及其1些重要結(jié)論。文章首先通過對109世紀(jì)科學(xué)實驗上新發(fā)現(xiàn)的回顧，著重闡述和說明了狹義相對性原理和光速不變原理提出的歷史由來，突出論述了兩者產(chǎn)生的歷史必然性及愛因斯坦是如何以批判性的思想沖破傳統(tǒng)的經(jīng)典理論中觀念的束縛，建立了具有劃時代意義的狹義相對論原理的歷程。之后，本文又以狹義相對性原理和光速不變原理這兩條公設(shè)為基本出發(fā)點，追尋愛因斯坦的思路，對狹義相對論的重要結(jié)論進(jìn)行了系統(tǒng)地歸納，并介紹了1些相關(guān)確證性實驗，進(jìn)1步說明了狹義相對論的正確性。最后，通過對相對論與經(jīng)典理論的比較，簡要綜述了狹義相對論建立的物理意義，并在此基礎(chǔ)上說明了它的進(jìn)步性。
關(guān)鍵詞：狹義相對論;相對性原理;光速不變原理
前言
2004年6月10日的聯(lián)合國大會確立2005年為“世紀(jì)物理年”，以此紀(jì)念愛因斯坦對物理學(xué)的重大貢獻(xiàn)，而狹義相對論是愛因斯坦的重大貢獻(xiàn)之1。
狹義相對論建立于1905年，與量子理論和基因雙螺旋結(jié)構(gòu)堪稱210世紀(jì)初最重要的3大自然科學(xué)理論體系。相對論在其中占有非常特殊的地位，從它的誕生到現(xiàn)在的1百年中，它本身已被大量的實驗所證明，成為近代科學(xué)技術(shù)必不可少的理論基礎(chǔ)，同時它還影響著現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展，甚至于影響自然辯證法，關(guān)于自然觀、科學(xué)觀、方法論等的研究，對哲學(xué)的發(fā)展也起到了1定的推動作用。
本文旨在介紹狹義相對論的兩條基本公設(shè)的由來、由此得出的結(jié)論以及實驗上的驗證，并在此基礎(chǔ)上簡要闡述狹義相對論的物理意義。
Establishment of Special Relativity and Physics Significance
Abstract: The article reviewed briefly the establishment of special relativity and some important conclusions . Firstly, According to the scientific experiments in 19th, It explained and analysised the historical origin., and discussed the historical certainly of development that the principle of special relativity and principle of light speed constant came into being, it explained Einstein break through the traditional bondage of classical theories and established special relativity that have significance of milestone. Secondly ,it summarized systematically the important conclusions of special relativity which based on the principle of special relativity and principle of speed constant in light of Einstein thought. .Furthermore , it introduced that relative experiments and proved the correction of special relativity . lastly ,it expounded the significance of establishment of special relativity in contrast to classical theory and progress.
Keywords: Special relativity; Principle of special relativity; Principle of light speed constant
1 相對性原理的考察
1.1 相對性原理的發(fā)展史
早期人們對相對性原理的認(rèn)識起源于運動的相對性。最早記載運動相對性的書是我國東漢（公元25~220）時期的《尚書緯•考靈曜》，書中指出“地恒動不止而人不知，譬如人在大舟中，閉牖而坐，舟行而不覺也�！敝�，西方也出現(xiàn)過類似的記載。R•笛卡兒、惠更斯以及G•伽利略等人也都明確提出了運動具有相對性的觀點，其中以G • 伽利略在1632年為捍衛(wèi)哥白尼的“地球運動說”所撰寫的《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世紀(jì)體系的對話》中所論述的最為詳細(xì)，書中寫到：“船停著不動時，你留神觀察：小蟲都以等速向艙內(nèi)各方向飛行；……；你把任何東西扔給你的朋友時，只要距離相等，向這1方向不必比另1方向用更多的力;你雙腳齊跳，無論向哪個方向跳過的距離都相等�！偈勾匀魏嗡俣惹斑M(jìn)，只要運動是勻速的，也不忽左忽右地擺動，你將發(fā)現(xiàn)，所有上述現(xiàn)象絲毫沒有變化，你也無法從其中任何1個現(xiàn)象來確定，船是在運動還是停著不動�！边@表明在1個系統(tǒng)內(nèi)做任何力學(xué)實驗，不能決定這個系統(tǒng)是靜止還是作勻速直線運動，同時也很清楚地說明了力學(xué)規(guī)律在1切慣性參考系中都具有相同的形式，或者說在所有慣性系中，力學(xué)規(guī)律都是絕對的，這就是力學(xué)相對性原
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