狹義相對論的建立及其物理意義

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世紀末210世紀初對光速的研究…………………………………………………………8
２.３愛因斯坦提出光速不變原理的經過……………………………………………………………9
3、狹義相對論的驗證…………………………………………………………………………………10
３.１時間延緩式的驗證………………………………………………………………………………10
３.２質量與速度關系式的驗證………………………………………………………………………11
３.３質能關系式的驗證………………………………………………………………………………11
３.４長度收縮效應的驗證……………………………………………………………………………12
4、狹義相對論建立的意義………………………………………………………………………………13
結束語……………………………………………………………………………………………………14
參考文獻…………………………………………………………………………………………………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些重要結論。文章首先通過對109世紀科學實驗上新發現的回顧，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的經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為基本出發點，追尋愛因斯坦的思路，對狹義相對論的重要結論進行了系統地歸納，并介紹了1些相關確證性實驗，進1步說明了狹義相對論的正確性。最后，通過對相對論與經典理論的比較，簡要綜述了狹義相對論建立的物理意義，并在此基礎上說明了它的進步性。
關鍵詞：狹義相對論;相對性原理;光速不變原理

前言
2004年6月10日的聯合國大會確立2005年為“世紀物理年”，以此紀念愛因斯坦對物理學的重大貢獻，而狹義相對論是愛因斯坦的重大貢獻之1。
狹義相對論建立于1905年，與量子理論和基因雙螺旋結構堪稱210世紀初最重要的3大自然科學理論體系。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，成為近代科學技術必不可少的理論基礎，同時它還影響著現代物理學的發展，甚至于影響自然辯證法，關于自然觀、科學觀、方法論等的研究，對哲學的發展也起到了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的由來、由此得出的結論以及實驗上的驗證，并在此基礎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　相對性原理的發展史
早期人們對相對性原理的認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�后，西方也出現過類似的記載。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年為捍衛哥白尼的“地球運動說”所撰寫的《關于托勒密和哥白尼兩大世紀體系的對話》中所論述的最為詳細，書中寫到：“船停著不動時，你留神觀察：小蟲都以等速向艙內各方向飛行；……；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。……再使船以任何速度前進，只要運動是勻速的，也不忽左忽右地擺動，你將發現，所有上述現象絲毫沒有變化，你也無法從其中任何1個現象來確定，船是在運動還是停著不動�！边@表明在1個系統內做任何力學實驗，不能決定這個系統是靜止還是作勻速直線運動，同時也很清楚地說明了力學規律在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，力學規律都是絕對的，這就是力學相對性原

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