1、起的。爱因斯坦这只是种相对论效应。洛仑兹认为地方时在运动物体上测量的时间只不过是个数学假设,不具有真实的物理意义,而牛顿力学中的绝对时间才是唯真实的时间。爱因斯坦认为不存在所谓的绝对时间,地方时才是唯真实的时间。洛仑兹长度收缩假说与爱因斯坦狭义相对论的不同洛仑兹的长度收缩假说地方时洛仑兹变换以及他最早形成的关于物质质量随其运动速度增加的思想,都已包含了狭义相对论的基本内容,为爱因斯坦创立狭义相对论创造了条件。彭加勒的观点彭加勒法国数学家物理学家和哲学家,年月生于法国南锡,年进入巴黎工艺学院,毕业后又进入国立矿业学院学习。年获数学博士学位,同年任卡昂大学数学教师,年起任巴黎大学教授。年当选为巴黎科学院院士,年任该院院长,年当选为法国科学院院士。年月逝世。年对洛仑兹的‚长度收缩‛假说的批评。年发表论文论电子动力学,给洛仑兹理论以更简洁的形式,并将其时空变换命名为洛仑兹变换。年发表论文时间的测量,首次提出光速在真空中不变的公设,认为没有这公设,就无法测量光速在论文中还讨论了用交换光信号来确定异地同时性的实验方法。年彭加勒就认为绝对运动是不存在的,只有相对运动才有意义。年在出。
2、无边的。年在辐射量子方面提出引力波理论年月,爱因斯坦在研究引力场方程的近似积分时,发现个力学体系变化时必然发射出以光速传播的引力波,从而提出引力波理论。年,在爱因斯坦逝世年后,间接证明了引力波存在。年以后,爱因斯坦全力以赴去探索统场论。年年这年中,除了关于量子力学的完备性问题引力波以及广义相对论的运动问题以外,爱因斯坦几乎把他全部的科学创造精力都用于统场论的探索。但在同场理论方面,他始终没有成功。由于他远离了当时物理学研究的主流,独自去进攻当时没有条件解决的难题,因此同年代的处境相反,他晚年在物理学界非常孤立。可是他依然无所畏惧,毫不动摇地走他自己所认定的道路,直到临终前天,他还在病床上准备继续他的统场理论的数学计算。种相互作用强相互作用,电磁相互作用,弱相互作用,万有引力作用意义爱因斯坦的狭义相对论和量子论起,成为物理学革命的标志性成果。其意义正如他自己在年在相对性相对论的本质中所指出的‚狭义相对论导致了对空间和时间的物理概念的清楚理解,并且由此认识到运动着的量杆和时钟的行为。它在原则上取消了牛顿所理解的那个即时的超距作用概念。它指出,在处理同光速相比不是小到可忽略。
3、协变原理。引力红移的预言年,爱因斯坦提出等效原理之后,立即注意到引力场对时钟速率的影响,并作出引力红移的预言。个处在引力场中的时钟,当所在点引力势为时,它所指示的当地时间读数将是与它校准的不在引力场中即处于加速运动的参考系中的同样时钟读数的倍。由此,他得出结论‚来自太阳表面的光是从这样种发射源发出的,这种发射源所发出的光所具有的波长比地球上同类物质所发出的光的波长大约大两百万分之。‛在年的论文中,爱因斯坦从等效原理出发,根据光的频率与引力势之间的关系,得出结论说,光在经过引力场时,光的传播方向将发生偏折,偏折的方向朝向引力势减小的侧,即向天体的侧偏折。偏折角的大小为式中为引力常数,为天体质量,为光线同天体中心的距离。并由此计算出‚光线经过太阳附近时要受到的偏转‛。并且提出检验这预言的途径‚由于日全食时可以看到太阳附近天空的恒星,理论的这结果就可以同经验进行比较‛。年爱因斯坦又重新计算了太阳光线的偏折,纠正了上次计算的不完整性,不仅考虑了太阳的引力作用,还考虑了太阳质量导致空间几何形变,计算得到的偏转角为。光线的引力偏折平直空间的直接度规狭。
4、认为‚惯性来源于物体的种相互作用‛,这些对爱因斯坦都有很大启发。爱因斯坦对此评述道‚对牛顿水桶实验的那些看法,表明他的思想同普遍意义的相对性加速度的相对性要求是多么接近。‛‚表明马赫已清楚地看到了古典力学的薄弱方面,而且离提出广义相对论已经不远。‛广义相对论基本原理的提出马赫关于惯性以及惯性力起源于宇宙间物质相互作用的观点,年被爱因斯坦称之为‚马赫原理‛,马赫因此被尊称为‚相对论的先驱‛。质量是物理学的个基本量之。最初,牛顿把质量定义为物质的量,同物质的密度和体积成正比。直到世纪下半叶,以马赫为代表的批物理学家对牛顿力学的基础进行了认真的考查,对牛顿的质量定义提出了非议,在实验事实的基础上建立了惯性质量和引力质量的概念。在牛顿运动定律中,质量是物体惯性大小的量度,叫做惯性质量。在万有引力定律中,质量反映物体受到的和产生的引力的大小,与惯性无关,叫做引力质量。爱因斯坦深刻地看出了‚引力质量与惯性质量相等‛这个结论的重要意义,在此基础上提出了‚等效原理‛,这原理成为爱因斯坦建立广义相对论的基本原理之。年爱因斯坦在关于相对论原理和由此得出的结论论文中提出了等效原理‚引力场同。
5、朵乌云出现在光的波动理论上,‛‚第朵乌云出现在关于能量均分的麦克斯韦玻尔兹曼理论上。‛他所说的第朵乌云,主要是指第朵乌云‚迈克耳逊莫雷实验‛与‚以太漂移说‛的矛盾第朵乌云,主要是指热学中的能量均分定则在气体比热以及辐射能谱的理论解释中得出与实验不等的结果,其中尤以黑体辐射理论出现的‚紫外灾难‛最为突出。黑体辐射实验世纪末,卢梅尔等人在做实验时发现黑体辐射的能量不是连续的,它按波长的分布仅与黑体的温度有关。与经典物理学严重矛盾。第朵乌云黑体辐射与‚紫外灾难‛实验结果的解释当时,人们仍然以经典物理学作为出发点,由于出发点不正确,最后都导致了失败的结果。典型人物是维恩瑞利和金斯。首先德国物理学家维恩建立起了黑体辐射能量按波长分布的公式,但这个公式只在短波较低温度时才和实验事实符合。它的失败表明经典物理学理论在黑体辐射问题上的失败,所以这也是整个经典物理学的‚灾难‛。英国物理学家瑞利和物理学家天文学家金斯认为能量是种连续变化的物理量,建立起在长波较高温度时候的黑体辐射公式,和实验事实比较符合。但是,在短波区紫外光区随着波长的变短,辐射强度可以无止境地增加。所以这个失败被埃伦菲。
6、的运动时,运动定律必须加以修改。它导致了麦克斯韦电磁场方程的形式上的澄清,特别是导致了对电场和磁场本质上的同性的理解。它把动量守恒和能量守恒这两条定律统成条定律,并且指出了质量同能量的等效性。从形式的观点来看,狭义相对论的成就可以表征如下它般指出了普适常数在自然规律中所起的作用,并且表明以时间作为方,空间坐标作为另方,两者进入自然规律的形式之间存在着密切的联系。‛〇背景广义相对论基本原理的提出引力红移的预言光线的引力偏折时空柔性度规概念的建立引力场方程的建立广义相对论的检验广义相对论的建立狭义相对论给出的结论是对于切惯性系自然规律是等效的,那么对于非惯性系是否也都具有等效性呢从年开始,爱因斯坦就着手创建广义相对论,经过十年艰苦探索,终于完成。这理论的创立,既非为了解决理论与实验的矛盾,也非理论发展的迫切需要,完全是爱因斯坦个人独自工作的发展,这是个社会人无法做到的。爱因斯坦创立广义相对论的目的是要解决两个问题是取消惯性系的优越性是将引力理论纳入狭义相对论中。背景马赫原理马赫在发展中的力学中对牛顿的水桶实验批判说如果桶壁足够厚,其质量足够大时,水桶旋转时水面又如何呢马赫。
7、版的科学与假设中提出‚相对运动原理‛‚任何系统的运动应当遵守同样的定律,不管人们把它纳于固定的坐标轴或纳于作直线而匀速运动的坐标轴‛。彭加勒预感到物理学上将有重大突破,他说‚也许我们还要构造种全新的力学,我们只不过是成功的瞥见了它,在这种力学中,惯性随着速度而增加,光速会变为不可逾越的极限。通常比较简单的力学可能依然是级近似,因为它对不太大的速度还是正确的,以致于在新动力学中还可以找到旧动力学。‛在英费尔德的相对论的发展史中记录了段他和爱因斯坦的次谈话,英费尔德说‚在我看来,即使您没有建立它,狭义相对论的出现也不会再等多久。因为彭加勒已经很接近构成狭义相对论的那些东西了。‛爱因斯坦回答说‚是的,这说的对。‛彭加勒的局限遗憾的是,彭加勒最终未能认识到抛弃以太的必要性,没能迈入相对论的殿堂。直到临终,他还对洛仑兹补偿理论的精神实质充满信心。他的相对性原理是作为个‚普遍的自然定律‛提出来的,他期待有种理论能解释或证明它。而狭义相对论中爱因斯坦则把相对性原理提升为公设,其中差别显而易见。爱因斯坦的狭义相对论爱因斯坦生平爱因斯坦狭义相对论的探索过程长度收缩时钟变慢略同时的相对性。
8、略质能关系及质量与能量守恒的统略相对论被世人接受的历程略意义年月,德国物理杂志上发表了篇划时代的论文论动体的电动力学,从此狭义相对论创立了。爱因斯坦生平阿尔伯特爱因斯坦年月生于德国,年后迁居慕尼黑。年月,进入苏黎世工业大学师范系学习数学和物理学。期间他广泛阅读了赫尔姆霍兹麦克斯韦及赫兹等物理学大师的著作。年大学毕业。在毕业的年多时间里,由于找不到工作,靠做家庭教师和代课教师生活。在失业年半以后,在同学马塞尔格罗斯曼的父亲的帮助下,爱因斯坦到瑞士专利局去作了个技术员。这段工作经历对爱因斯坦非常有益。‚它迫使你从事多方面的思考,它对物理的思索也有重大的激励作用‛。年,爱因斯坦每年写出篇论文,发表于德国物理学杂志。爱因斯坦发明的第个高峰年月,爱因斯坦完成论文关于光的产生和转化的个推测性观点德国物理年报,把能量子概念推广到光在空间中的传播情况,提出光量子假说。认为对于时间平均值,光表现为波动而对于瞬时值,光则表现为粒子性。第次揭示了微观客体波动性和粒子性的统。文章结尾,解释了光电效应,导出光电方程。年后由密立根给予实验证实。年,爱因斯坦因为‚光电效应定律的发现‛而获得诺贝尔物。
9、念,揭开了物理学革命的序幕,它标志着物理学的研究由宏观进入到微观。卡文迪什实验室始建于年,建成于年,是英国剑桥大学的前身,麦克斯韦为第任实验室主任。卡文迪什实验室,作为世界上最著名的物理学教育和科研中心之,培养了大批世界级的著名物理学家,位诺贝尔奖金获得者。年,由,在这年间,主要进行了电学磁学光学等方面的基本测量工作。这期间科学研究硕果累累,人才辈出,走在世界的前列,有位工作人员获得诺贝尔奖。年卢瑟福主持卡文迪什实验室工作,主要进行放射性和核物理研究,先后取得了发现中子验证了正电子的预言人工打破原子核的重大成就。尤其在年间,卡文迪什实验室达到其科学成就的高峰。在卢瑟福主持工作的年间,实验室中共有人获诺贝尔奖,这年是该实验室的黄金时期,这期间它成为世界实验物理的研究中心。经典物理学的两朵乌云世纪的最后天,在欧洲著名的科学家年会上,英国著名物理学家汤姆生开尔文发表了新年祝词。他在回顾物理学所取得的伟大成就时说,物理学大厦已经落成,所剩只是些修饰工作。同时,他在展望世纪物理学前景时讲道‚动力理论肯定了热和光是运动的两种方式,现在,它美丽而晴朗的天空却被两朵乌云笼罩了,‛‚第。
10、斯特称为‚紫外灾难‛。悲观情绪物理学的新发现和旧原理之间的矛盾引起物理学家认识上的严重分歧。在人们提出波粒象性新概念时,洛仑兹哀叹到‚在今天,人们提出了完全相反的主张这样来,也就没有真理的标准了,也不知道科学是什么了。我真后悔我没有在这些矛盾出现前的年死去。‛法国科学哲学家雷伊在年出版的现代物理学家的物理学理论中描述了当时的这种情绪‚传统的机械论的破产,确切的说,它所受到的批判,造成了如下论点科学也破产了。‛‚物理学失去了切教育价值物理学所代表的实证科学的精神成为虚伪的危险的精神‛。开尔文则竭力否定新的发现和新学说。他说射线是场‚精心策划的骗局‛,说元素嬗变理论是巧妙的捏造出来的。门捷列夫也宣称‚承认原子可以分解出电子只会时事情复杂化。‛等。第朵乌云,最终导致了相对论革命的爆发。第朵乌云,最终导致了量子论革命的爆发。第章相对论的建立洛仑兹的收缩假说略彭加勒的观点洛仑兹的理论是以静止以太为出发点,在保持麦克斯韦方程不变的条件下创立起来的‚构造性‛理论而爱因斯坦的狭义相对论是在相对性原理和光速不变原理的基础上创建的‚原理性‛理论。洛仑兹认为长度收缩是真实的,是由分子运动引。
11、参照系的相当的加速度,在物理上是等价的。‛文中描述了个升降机理想实验在自由下落的升降机里,由于升降机和其中所有的仪器都以同加速度下落,因而无法判断引力场的效应。在自由下落的升降机中,惯性力和引力彼此抵消。由此,在引力和惯性力局域等效的前提下,爱因斯坦考察了两个彼此做加速运动的参照系和,‚我们考察两个参照系和。在轴方向上加速运动加速度为不因时间而变,静止,但它处在个均匀的引力场中,这个引力场赋予切物体在轴方向上个加速度。‛‚就我们所知,无法把参照系的物理定律同参照系的物理定律区别开来。‛据此他以假设的形式提出了等效原理。年正式称为‚等效原理‛并推广到非均匀加速运动中。在年对等效原理的阐述中,爱因斯坦用个匀加速参照系来代替个均匀的引力场。但任何真实的引力场都是非均匀的。年爱因斯坦将等效原理进步精确化,他在与同学广义相对论和引力理论纲要中,把等效原理阐述为‚在物理学上,在无限小的体积中均匀的引力场完全可以代替加速运动的参照系。‛从而明确了等效原理的局域性。年,爱因斯坦把相对性原理扩展到参照系做匀加速平动运动的情况。年,在广义相对论基础中才把它推广到所有的坐标系中,完善了广义。
12、理学奖。年月,爱因斯坦完成了长篇论文论运体的电动力学,完整的提出了狭义相对论。年月,爱因斯坦写了篇短文物体的惯性同它所含的能量有关吗,提出质能关系式,为世纪年代实现的核能的释放和利用开辟了道路。年,爱因斯坦回到苏黎世母校工作。在格罗斯曼帮助下,他在黎曼几何和张量分析中找到了建立广义相对论的数学工具。于年发表了重要论文广义相对论纲要和引力理论,提出了引力的度规场理论。首次把引力和度规结合起来,使黎曼几何获得实在的物理意义。爱因斯坦发明的第个高峰年年月到月,他集中精力探索新的引力场方程,连向普鲁士科学院提交了篇论文,在日的论文中,爱因斯坦根据新的引力场方程,推算出光线经过太阳表面所发生的偏转是,同时还推算出水星近日点每年的进动是秒,完满解决了多年来天文学的大难题。在日的论文引力的场方程宣告了广义相对论作为种逻辑结构终于完成。春天,爱因斯坦写了篇总结性的论文广义相对论的基础。年又开创了现代宇宙学。年,爱因斯坦用广义相对论的结果来研究宇宙的时空结构,发表了开创性的论文根据广义相对论对宇宙所做的考察。分析了‚宇宙在空间上是无限的‛这传统观念的不协调性。他认为,宇宙在空间上是有限。
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