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淺談廣義相對性原理
關(guān)鍵字:同時 質(zhì)量 慣性 電量
同時的相對性與時間的相對性
相對論以前,分運動與合運動同時到達(dá)終點。時間的相對性中,(如果把勻速直線運動的觀察者看到的路線當(dāng)作合運動)分運動與合運動不是同時到達(dá)終點,這是由于同時的相對性決定的。同時的相對性的成立決定了兩者不能同時到達(dá)終點。
假設(shè)在一節(jié)很長的車廂兩端各放一只表a和b.在車廂的中點o有一光源,發(fā)出一個閃光,如果這閃光同時到達(dá)兩表時,兩表指出的時刻相同,這兩只表就互相對準(zhǔn)了。這是車廂中觀察者得出的結(jié)論,如果車廂是以速度v相對于路基勻速運動,那么站在路基上的人看來,情形就不同了,在光信號傳播的過程中,表a向前移動了一段距離離原來發(fā)生閃光的地點遠(yuǎn)了,光信號通過了比半個車廂長的路程才到達(dá)表a;同時,表b也向前移動了一段距離,離原來發(fā)生閃光的地點近了,光信號通過了比半個車廂短的路程就到達(dá)了表b。所以光信號選到達(dá)表b,后到達(dá)表a,(為什么呢?)按這個信號對準(zhǔn)的兩只表并不同步。
在兩觀察者看來,如果同時到達(dá)a,那么兩者用時相同;同理,如果同時到達(dá)b,那么兩者所用時相同;那么光信號同時到達(dá)a,b。
那么在路基上的人看來,雖然光信號到a和b的距離不同,但不影響光信號的同時到達(dá)。(此時在路基上的人看來是不是同時到達(dá)ab還沒有得到證明,)
在時間的相對性中,我原以為對兩觀察者而言兩者同時到達(dá),卻不是。那么,時間的相對性公式是按那種情況的出的呢?那么就要看看公式的由來,顯來是根據(jù)同時到達(dá)的出的。所畫的圖是不對的。
電量 質(zhì)量與慣性
質(zhì)量小的物體,運動狀態(tài)容易改變,我們說它的慣性小。質(zhì)量大的物體,運動狀態(tài)難改變,我們說它的慣性大?梢,質(zhì)量是物體慣性大小的量度。那么質(zhì)量是慣性大小的唯一量度嗎?
什么是質(zhì)量?通常說質(zhì)量是物體所含物質(zhì)的多少。但怎樣測量質(zhì)量的大小呢?這只能利用物質(zhì)的屬性。(這里的物質(zhì)包括電荷嗎?)牛頓認(rèn)為質(zhì)量是物體慣性大小的量度。這樣定義和測的質(zhì)量叫做慣性質(zhì)量。后來牛頓又發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律,證明了萬有引力也是物質(zhì)的一種屬性,(這里的物質(zhì)包括電荷嗎?)因此也可以根據(jù)萬有引力的大小來衡量物質(zhì)的多少。這樣測得的質(zhì)量叫做引力質(zhì)量。慣性質(zhì)量等于引力質(zhì)量。在等效原理中,如果把飛船看作慣性系統(tǒng),那么人對飛船地板的壓力可以看作是人受到引力場的引力產(chǎn)生的,它的大小反映了人的引力質(zhì)量;而如果把飛船看作加速系統(tǒng),那么這個力的大小等于地板使人做加速運動的力,因而力的大小反映了人的慣性質(zhì)量?梢,這兩個質(zhì)量是對同一現(xiàn)象的兩種不同的表述。
什么是電量?通常說電量是指所含電荷的多少。如果認(rèn)為根據(jù)庫倫定律定義和測得的電量叫做庫倫力電量(或庫倫力電荷),那么是否還有慣性電荷呢?
牛頓第一定律告訴我們,物體如果沒有受到力的作用,物體的運動狀態(tài)不發(fā)生改變。由此可以知道,如果物體的運動狀態(tài)發(fā)生了改變必定要有力作用在物體上。物體運動狀態(tài)發(fā)生改變時,物體具有加速度,所以力是使物體產(chǎn)生的加速度的原因。
通常電荷與物質(zhì)是連在一起的。(電荷與物質(zhì)之間是什么力在連接呢?需要力嗎?) 例如:電子有質(zhì)量有電量(或電荷)。
我們把物體具有慣性推廣到電荷上。電荷有慣性,電子的電荷不會無緣無故的從一個位置移動到另一個位置,電荷的移動需要力。電荷間存在相互作用,同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。如果電荷沒有慣性,力不是使電荷產(chǎn)生加速度的原因,那么電荷間的相互吸引或相互排斥就不需要力。
真空中兩個靜止點電荷間的相互作用力,跟它們所帶電荷量的乘積成正比,跟它們之間距離的二次方成反比,作用力的方向在它們的連線上。我們把質(zhì)量是慣性大小的量度推廣到一切含有質(zhì)量的物體。通常電荷與質(zhì)量是一起的,在庫倫力中電荷產(chǎn)生力,受力時,由于質(zhì)量是慣性大小的量度,產(chǎn)生的加速度與質(zhì)量有關(guān),力都受在質(zhì)量上。在庫倫力中電荷之間產(chǎn)生力,受力的應(yīng)是電荷,電荷對另一個電荷產(chǎn)生力的作用。
真空中兩個靜止點電荷間的相互作用力,跟它們所帶電荷量的乘積成正比,為什么?如果認(rèn)為電荷具有慣性,電量是電荷慣性大小的量度,那么電量大的電荷慣性大,運動狀態(tài)難改變,所以在電荷間相互作用時產(chǎn)生力就大;電量小的電荷慣性小,運動狀態(tài)容易改變,所以產(chǎn)生的力就小。
在根據(jù)牛頓第二定律推導(dǎo)萬有引力過程中,太陽對行星的引力為行星所受的向心力,即F=mv2/r.當(dāng)?shù)贸鰎3/T2是個常量,所以太陽對行星的引力,跟行星的質(zhì)量成正比。(高一物理105頁)行星是受到力。產(chǎn)生力的物體對受到力的物體產(chǎn)生的力跟受到力的物體的質(zhì)量成正比。
如果產(chǎn)生力的物體對受到力的物體產(chǎn)生的力跟受到力的物體的質(zhì)量成正比,那么物體的加速度是否跟作用力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比?
萬有引力定律:自然界中任何兩個物體都是相互吸引的,引力的大小跟這兩個物體的質(zhì)量的乘積成正比,跟它們的距離的二次方成反比。萬有引力定律與庫倫定律如此相似,庫倫定律中是否隱含著一個牛二定律呢?
以上只是個人觀點,無實驗
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