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相对论是谁提出的

相对论是谁提出的
试题:
相对论是由谁提出的?
A.爱因斯坦
B.牛顿
c.霍金
D.达尔文
答案:(A)。

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相对论是关于时空和引力的基本理论,相对论的基本假设是相对性原理,即物理定律与参照系的选取无关。

狭义相对论和广义相对论的区别是,前者讨论的是匀速直线运动的参照系(惯系参照系)之间的物理定律,后者则推广到具有加速度的参照系中(非惯性系),并在等效原理的假设下,广泛应用于引力场中。

相对论提出了“时间和空间的相对性”“四维时
空”“弯曲空间”等概念。

狭义相对论最著名的推论是质能公式,它能够用来计算核反应过程中所释放的能量,并导致了原子弹的诞生。

而广义相对论预言的引力透镜和黑洞,也被天文观测证实。

提出过程
除了量子理论以外,1905年刚刚得到博士学位的爱因斯坦发表的一篇题为《论动体的电动力学》的引发了二十世纪物理学的另一场革命。

研究的是物体的运动对光学现象的影响,这是当时经典物理学应对的另一个难题。

电磁波-内部结构模型图十九世纪中叶,麦克斯韦建立了电磁场理论,并预言了以光速c传播的电磁波的存在。

到十九世纪末,实验完全证实了麦克斯韦理论。

电磁波是什么?它的传播速度c是对谁而言的呢?当时流行的看法是整个宇宙空间充满一种特殊物质叫做“以太”,电磁波是以太振动的传播。

但人们发现,这是一个充满矛盾的理论。

如果认为地球是在一个静止的以太中运动,那么根据速度叠加原理,在地球上沿不一样方向传播的光的速度必定不一样,但是实验否定了这个结论。

如果认为以太被地球带着走,又明显与天文学上的一些观测结果不符。

1887年迈克尔逊和莫雷利用光的干涉现象进行了十分精确的测量,仍没有发现地球有相对于以太的任何运动。

对此,洛仑兹提出了一个假设,认为一切在以太中运动的物体都要沿运动方向收缩。

由此他证明了,即使地球相对以太有运动,迈克尔逊也不可能发现它。

爱因斯坦从完全不一样的思路研究了这一问题。

他指出,只要摒弃牛顿所确立的绝对空间和绝对时间的概念,一切困难都能够解决,根本不需要什么以太。

电磁场理论
1887年迈克尔逊和莫雷利用光的干涉现象进行了十分精确的测量,仍没有发现地球有相对于以太的任何运动。

对此,洛仑兹提出了一个假设,认为一切在以太中运动的物体都要沿运动方向收缩。

由此他证明了,即使地球相对以太有运动,迈克尔逊也不可能发现它。

爱因斯坦从完全不一样的思路研究了这一问题。

他指出,只要摒弃牛顿所确立的绝对空间和绝对时间的概念,一切困难都能够解决,根本不需要什么以太。

爱因斯坦提出了两条基本原理作为讨论运动物体光学现象的基础。

第一个叫做相对性原理。

它是说:如果坐标系k'相对于坐标系k作匀速运动而没有转动,则相对于这两个坐标系所做的任何物理实验,都不可能区分哪个是坐标系k,哪个是坐标系k′。

第二个原理叫光速不变原理,它是说光(在真空中)的速度c是恒定的,它不依靠于发光物体的运动速度。

从表面上看,光速不变似乎与相对性原理冲突。

因为按照经典力学速度的合成法则,对于k′和k这两个做相对匀速运动的坐标系,光速就应不一样。

爱因斯坦认为,要承认这两个原理没有抵触,就务必重新分析时间与空间的物理概念。

经典力学中的速度合成法则实际依靠于如下两个假设:
1.两个事件发生的时间间隔与测量时间所用的钟的运动状态没有关系;
2.两点的空间距离与测量距离所用的尺的运动状态无关。

爱因斯坦发现,如果承认光速不变原理与相对性原理是相容的,那么这两条假设都务必摒弃。

这时,对一个钟是同时发生的事件,对另一个钟不必须是同时的,同时性有了相对性。

在两个有相对运动的坐标系中,测量两个特定点之间的距离得到的数值不再相等。

距离也有了相对性。

如果设k坐标系中一个事件能够用三个空间坐标x、y、z和一个时间坐标t来确定,而k′坐标系中同一个事件由x′、y′、z′和t′来确定,则爱因斯坦发现,x′、y′、z′和t′能够透过一组方程由x、y、z和t求出来。

两个坐标系的相对运动速度和光速c是方程的唯一参数。

这个方程最早是由洛仑兹得到的,所以称为洛仑兹变换。

利用洛仑兹变换很容易证明,钟会因为运动而变慢,尺在运动时要比静止时短,速度的相加满足一个新的法则。

相对性原理也被表达为一个明确的数学条件,即在洛仑兹变换下,带撇的空时变量x'、y'、z'、t'将代替空时变量x、y、z、t,而任何自然定律的表达式仍取与原先完全相同的形式。

人们称之为普遍的自然定律对于洛仑兹变换是协变的。

这一点在我们探索普遍的自然定律方面具有十分重要的作用。

此外,在经典物理学中,时间是绝对的。

它一向充当着不一样于三个空间坐标的独立主角。

爱因斯坦的相对论把时间与空间联系起来了。

认为物理的现实世界是各个事件组成的,每个事件由四个数来描述。

这四个数就是它的时空坐标t和x、y、z,它们构成一个四维的连续空间,通常称为闵可夫斯基四维空间。

在相对论中,用四维方式来考察物理的现实世界是很自然的。

狭义相对论导致的另一个重要的结果是关于质量和能量的关系。

在爱因斯坦以前,物理学家一向认为质量和能量是截然不一样的,它们是分别守恒的量。

爱因斯坦发现,在相对论中质量与能量密不可分,两个守恒定律结合为一个定律。

他给出了一个著名的质量-能量公式:E=mc,其中c为光速。

于是质量能够看作是它的能量的量度。

计算证明,微小的质量蕴涵着巨大的能量。

这个奇妙的公式为人类获取巨大的能量,制造原子弹和氢弹以及利用原子能发电等奠定了理论基础。

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