狹義相對(duì)論基礎(chǔ)兩個(gè)黑洞激發(fā)的引力波示意圖本章內(nèi)容

14.1狹義相對(duì)論產(chǎn)生的背景和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)14.2狹義相對(duì)論基本原理和洛倫茲變換14.3相對(duì)論的時(shí)空觀14.4相對(duì)論的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)14.5廣義相對(duì)論簡(jiǎn)介“19世紀(jì)末，在已經(jīng)基本建成的物理學(xué)科學(xué)大廈中，后輩物理學(xué)家只要做一些零碎的修補(bǔ)工作就行了”——開(kāi)爾文

“但是，在物理學(xué)晴朗天空的遠(yuǎn)處，還有兩朵令人不安的烏云”——開(kāi)爾文熱輻射實(shí)驗(yàn)邁克爾遜-莫雷實(shí)驗(yàn)這兩朵烏云到底是什么回事兒？szxyoop

14.1經(jīng)典力學(xué)的相對(duì)性原理伽利略變換力學(xué)現(xiàn)象對(duì)一切慣性系來(lái)說(shuō)，都遵從同樣的規(guī)律；或者說(shuō)，在研究力學(xué)規(guī)律時(shí),一切慣性系都是等價(jià)的。無(wú)法借助力學(xué)實(shí)驗(yàn)的手段確定慣性系自身的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

14.1.2伽利略變換14.1.1絕對(duì)時(shí)空理論和力學(xué)的相對(duì)性原理慣性系S，慣性系S′

慣性系S′相對(duì)S沿X方向以勻速運(yùn)動(dòng).相對(duì)性原理告訴我們:重合時(shí)51.牛頓的絕對(duì)時(shí)空觀：時(shí)間和空間都是絕對(duì)的，與物質(zhì)的存在和運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)。牛頓的力學(xué)體系就是建立在絕對(duì)時(shí)空觀之上。牛頓的絕對(duì)時(shí)空觀體現(xiàn)在伽利略變換中。2.伽利略變換：事件：某一時(shí)刻在空間某一地點(diǎn)發(fā)生的物理現(xiàn)象，用P(x,y,z,t)表示。

14.1經(jīng)典力學(xué)的相對(duì)性原理伽利略變換14.1.1絕對(duì)時(shí)空理論和力學(xué)相對(duì)性原理6

y

z

xO.P(x,y,z,t)當(dāng)O

與O重合時(shí)，由時(shí)空間隔的絕對(duì)性，有：—

伽利略坐標(biāo)變換(Galileantransformation)將伽利略坐標(biāo)變換式雙方對(duì)時(shí)間求導(dǎo)，得：7—

伽利略速度變換牛頓力學(xué)中力和質(zhì)量都與參考系的選擇無(wú)關(guān)，所以在不同慣性系中的形式保持不變?；蛘哒f(shuō)：力學(xué)規(guī)律對(duì)于一切慣性參考系都是等價(jià)的－力學(xué)相對(duì)性原理。用力學(xué)實(shí)驗(yàn)無(wú)法區(qū)分不同的慣性參考系。3.經(jīng)典力學(xué)的時(shí)空觀(1)長(zhǎng)度是絕對(duì)的,與運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)

用牛頓的話來(lái)說(shuō)：“絕對(duì)空間，就其本性而言，與外界任何事物無(wú)關(guān)，永遠(yuǎn)是相同的和不動(dòng)的……”(2)時(shí)間間隔是絕對(duì)的,與運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)由伽利略變換中對(duì)時(shí)間有

這表明：經(jīng)典力學(xué)認(rèn)為時(shí)間間隔的測(cè)量和運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān),是一個(gè)不變量，也即在這里同時(shí)性是絕對(duì)的。(2)時(shí)間間隔是絕對(duì)的,與運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)由伽利略變換中對(duì)時(shí)間有

這表明：經(jīng)典力學(xué)認(rèn)為時(shí)間間隔的測(cè)量和運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān),是一個(gè)不變量，也即在這里同時(shí)性是絕對(duì)的。

用牛頓的話來(lái)說(shuō)：“絕對(duì)的真實(shí)的數(shù)學(xué)時(shí)間，就其本質(zhì)而言，是永遠(yuǎn)均勻地流逝著，與任何外界事物無(wú)關(guān)”所以，在經(jīng)典力學(xué)看來(lái)：時(shí)間、長(zhǎng)度、質(zhì)量、力等“同時(shí)性”和力學(xué)定律的形式均是絕對(duì)的1019世紀(jì)下半葉，得到了電磁學(xué)方面的基本規(guī)律，即麥克斯韋電磁場(chǎng)方程組:電磁場(chǎng)理論給出：真空中的電磁波速（光速）為一恒量：電磁波機(jī)械波

真空中光速與參考系無(wú)關(guān)（即與光源的運(yùn)動(dòng)和觀察者的運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)），不服從伽利略變換。14.1.2麥克斯韋電磁理論與舊物理學(xué)的矛盾11這和我們的“速度與參考系有關(guān)”及“伽利略速度變換”的概念完全不同：在地上測(cè)得光速為c,在勻速直線運(yùn)動(dòng)的小車(chē)上測(cè)得光速也是c！設(shè)光源固定在地上，所以麥克斯韋電磁場(chǎng)方程組并不具有伽利略變換下形式不變的特點(diǎn)，對(duì)不同慣性系不是形式不變。究竟是牛頓絕對(duì)時(shí)空觀的的問(wèn)題還是麥克斯韋電磁場(chǎng)方程組的問(wèn)題？按照伽利略變換12按伽利略變換，電磁波相對(duì)于其他參考系(如地球)的速率就不會(huì)各向均勻，而和此參考系相對(duì)于“以太”的速度有關(guān)。人們假設(shè)：宇宙中充滿了叫“以太（ether）”的物質(zhì)，并認(rèn)為以太應(yīng)該是絕對(duì)靜止的參考系，電磁波在以太中傳播的速度約為c。

這樣，在地球上測(cè)光速，可能>c或<c

尋找以太

？有人想找到“絕對(duì)靜止”參考系，認(rèn)為麥克斯韋電磁場(chǎng)方程組只對(duì)“絕對(duì)靜止”參考系成立。13光相對(duì)以太的速度為c，地球相對(duì)以太以u(píng)運(yùn)動(dòng)結(jié)果：理論上可推算出有0.4個(gè)條紋移動(dòng)，干涉儀精度為0.01個(gè)條紋，但實(shí)驗(yàn)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)移動(dòng)。干涉條紋Michelson干涉儀地球公轉(zhuǎn)14.1.3邁克耳遜-莫雷實(shí)驗(yàn)14地球公轉(zhuǎn)干涉儀轉(zhuǎn)90°后，時(shí)間間隔變成15干涉儀轉(zhuǎn)90°引起時(shí)間差的變化為由干涉理論，時(shí)間差的變化引起的移動(dòng)條紋數(shù)對(duì)于但實(shí)驗(yàn)值為，這表明以太不存在，光速與參考系無(wú)關(guān)。邁克耳遜-莫雷實(shí)驗(yàn)，動(dòng)搖了經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)。愛(ài)因斯坦曾這樣評(píng)價(jià)邁克爾孫－莫雷實(shí)驗(yàn)：“還在學(xué)生時(shí)代，我就在想這個(gè)問(wèn)題了。我知道邁克耳孫實(shí)驗(yàn)的奇怪結(jié)果。我很快得出結(jié)論：如果我們承認(rèn)邁克耳孫的”零結(jié)果”是事實(shí)，那么地球相對(duì)以太運(yùn)動(dòng)的想法就是錯(cuò)誤的。這是引導(dǎo)我走向狹義相對(duì)論的最早的想法”邁克耳遜-莫雷實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)以后又有許多人在不同季節(jié)、時(shí)刻、方向上反復(fù)重做邁克耳孫-莫雷實(shí)驗(yàn)。但結(jié)論卻沒(méi)有任何變化．邁克耳孫-莫雷實(shí)驗(yàn)測(cè)到以太漂移速度為零,對(duì)以太理論是一個(gè)沉重的打擊,被人們稱(chēng)為是籠罩在19世紀(jì)物理學(xué)上空的一朵烏云.

14.2狹義相對(duì)論的相對(duì)性原理伽利略變換14.2.1狹義相對(duì)論的兩條基本原理1）相對(duì)性原理----一切彼此相對(duì)作勻速直線運(yùn)動(dòng)的慣性系，對(duì)于描寫(xiě)運(yùn)動(dòng)的一切規(guī)律都是等價(jià)的。原理1)實(shí)際上是伽利略力學(xué)相對(duì)性原理的推廣，它不僅包含力學(xué)現(xiàn)象，而且包括一切其它的物理現(xiàn)象。2）光速不變?cè)?---真空中的光速相對(duì)任何慣性系，沿任意方向恒為C，且與光源的運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)。

原理2)即光速不隨觀察者的運(yùn)動(dòng)而變化,光速不隨光源的運(yùn)動(dòng)而變化，任何慣性系去測(cè)量光速都是C。有一速度為u的宇宙飛船沿x軸正方向飛行,飛船頭尾各有一個(gè)脈沖光源在工作,處于船尾的觀察者測(cè)的船頭光源發(fā)出的光脈沖的傳播速度大小為---------------------;處于船頭的觀察者測(cè)的船尾光源發(fā)出的光脈沖的傳播速度大小為------。例狹義相對(duì)論確認(rèn),時(shí)間和空間的測(cè)量值都是-------------,它們與觀察者的--------------------密切相關(guān).(a)狹義相對(duì)論的相對(duì)性原理是Newton力學(xué)相對(duì)性原理的發(fā)展或推廣；(b)光速不變?cè)砼c伽利略的速度合成定理針?shù)h相對(duì)(c)兩者在觀念上的變革一切物理學(xué)規(guī)律力學(xué)規(guī)律討論那么，對(duì)應(yīng)狹義相對(duì)論的坐標(biāo)變換又是什么呢？14.2.2洛倫茲變換14.2.2.1洛倫茲坐標(biāo)變換重合如圖所示，P點(diǎn)發(fā)生一物理事件,其時(shí)空坐標(biāo)為兩個(gè)參考系中相應(yīng)的坐標(biāo)之間的關(guān)系即為洛倫茲坐標(biāo)變換(x,y,z;t)(x',y',z';t')P(x')O'z'y'S'OzySx

下面給出洛倫茲坐標(biāo)變換正變換逆變換說(shuō)明與討論1此變換將時(shí)間、空間和物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)密切聯(lián)系起來(lái)2低速時(shí)，此變換與伽氏變換相一致3真空中的光速是一切物體運(yùn)動(dòng)速度的極限；4當(dāng)時(shí)，上式即退變?yōu)橘だ宰鴺?biāo)變換式；5在洛侖茲速度變換下，光速不變；6洛侖茲變換是相對(duì)性原理的具體表達(dá)形式；7與成線性關(guān)系，但比例系數(shù)

8時(shí)空密不可分，不在獨(dú)立。14.2.2.2洛倫茲速度變換正變換逆變換說(shuō)明與討論：1物體運(yùn)動(dòng)的速度因觀測(cè)者（慣性系）的運(yùn)動(dòng)而不同.2當(dāng)時(shí)，相對(duì)論下的速度變換又退回到了伽利略變換3在慣性系的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向上速度分量不僅會(huì)改變，而且在垂直于相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向上，速度分量也會(huì)改變．這與伽利略變換不同14.3狹義相對(duì)論的觀察效應(yīng)14.3.1同時(shí)性的相對(duì)性在某個(gè)慣性系中觀測(cè)到不同地的兩事件是同時(shí)發(fā)生的，而在另一慣性系觀測(cè)卻未必是同時(shí)發(fā)生

即同時(shí)性是相對(duì)的如圖,由于在慣性系中光速沿任意方向的運(yùn)動(dòng)速度均為c，故對(duì)站在車(chē)廂中部的觀察者看來(lái)，光同時(shí)到達(dá)車(chē)廂A和B兩端同時(shí)性的相對(duì)性可由洛侖茲變換式求得假設(shè)S’系的觀察者發(fā)現(xiàn)空間兩事件P1和P2同時(shí)發(fā)生，即有

由洛侖磁變換得:討論如果則,即在S’系觀測(cè)到不同地點(diǎn)同時(shí)發(fā)生的兩事件，在S系觀測(cè)卻不同時(shí)發(fā)生．同理，在S’系觀測(cè)是同時(shí)發(fā)生（不同地點(diǎn)）的兩事件，在S’觀測(cè)也不同時(shí)發(fā)生．2.如果，則，再由

式可得，即如果在某慣性系看來(lái)是同時(shí)同地發(fā)生的兩事件，則在其他慣性系觀測(cè)也是同時(shí)同地發(fā)生的．3.根據(jù)

如果某慣性系S’觀測(cè)到不同時(shí)發(fā)生的兩事件，是否可找到另一個(gè)慣性系S，在S系觀測(cè)時(shí)是同時(shí)發(fā)生的呢？這里答案是肯等的，即如果令，則有這通常被稱(chēng)為同時(shí)性條件，進(jìn)一步可求得該值便是待求的S’慣性系相對(duì)S系運(yùn)動(dòng)的速率．可以看出：兩事件是否同時(shí)發(fā)生取決于慣性系，每個(gè)慣性系各有自己的同時(shí)性，不同慣性系之間沒(méi)有統(tǒng)一的同時(shí)性．換句話說(shuō)，同時(shí)性不是一個(gè)絕對(duì)的概念，而是相對(duì)的．(1)同時(shí)性是相對(duì)的。(2)同時(shí)性的相對(duì)性是光速不變?cè)淼闹苯咏Y(jié)果。(3)同時(shí)性的相對(duì)性否定了各個(gè)慣性系具有統(tǒng)一時(shí)間的可能性，否定了牛頓的絕對(duì)時(shí)空觀。s設(shè)想一飛船以0.80c的速度在地球上空飛行，如果這時(shí)從飛船上沿速度方向發(fā)射一物體，物體相對(duì)飛船速度為0.90c

。問(wèn)：從地面上觀測(cè)，物體速度多大？解：選飛船參考系為S’系，地面參考系為S系。沒(méi)有超光速呀?。。±}14.3.2長(zhǎng)度收縮效應(yīng)——空間度量的相對(duì)性XYX’Y’物體相對(duì)靜止時(shí)所測(cè)得的長(zhǎng)度

標(biāo)尺相對(duì)S’系靜止，在S’系中測(cè)量在S系中測(cè)量在S系中測(cè)量為兩個(gè)事件測(cè)量要求：同時(shí)測(cè)量即固有長(zhǎng)度

根據(jù)洛倫茲變換：即固有長(zhǎng)度最長(zhǎng)討論1.長(zhǎng)度收縮只發(fā)生在運(yùn)動(dòng)方向上，而在垂直于運(yùn)動(dòng)方向上則沒(méi)有這種效應(yīng)2.收縮效應(yīng)是運(yùn)動(dòng)所賦予空間的基本屬性之一，它與日常生活中由于視覺(jué)減小而造成的“變小”，或由于溫度的變化而引起物體的熱脹冷縮等有本質(zhì)的區(qū)別；也與物質(zhì)材料無(wú)關(guān)。3.物體的“長(zhǎng)度”是嚴(yán)格定義的概念，必須同時(shí)測(cè)量物體兩端點(diǎn)的坐標(biāo)才能做到準(zhǔn)確的測(cè)量，長(zhǎng)度就是測(cè)得的兩空間坐標(biāo)之差，而不能簡(jiǎn)單地用因子去乘或除一個(gè)給定的空間間隔。例飛船上裝有一與船身成45o角的天線。當(dāng)飛船相對(duì)地面以0.6c的速度飛行時(shí)求：地面觀測(cè)者測(cè)得天線與船身的夾角如何？0.6C解：取地面為S系，飛船為S‘系，X軸正向如圖,設(shè)天線的靜長(zhǎng)為L(zhǎng)0,在S‘系中得分量為oXY在地面S系中測(cè)量時(shí)，y方向的分量長(zhǎng)度不變，X方向的分量長(zhǎng)度要收縮14.3.3時(shí)間膨脹效應(yīng)——時(shí)間度量的相對(duì)性設(shè)在S’系中的同一地點(diǎn)A有兩個(gè)事件發(fā)生：事件1事件2ABC事件1事件2根據(jù)洛倫茲變換的時(shí)間間隔關(guān)系（固有時(shí)間）對(duì)本慣性系做相對(duì)運(yùn)動(dòng)的鐘（或事物經(jīng)歷的過(guò)程）變慢了。討論

1.運(yùn)動(dòng)時(shí)鐘的變慢完全是相對(duì)論的時(shí)空效應(yīng)，與鐘的具體結(jié)構(gòu)和其他外界因素?zé)o關(guān).

2.運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘變慢已在粒子物理學(xué)中通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)得到了證明。..弟弟哥哥再見(jiàn)啦！?。\生子效應(yīng)35孿生子佯謬和孿生子效應(yīng)

1961年，美國(guó)斯坦福大學(xué)的海爾弗利克在分析大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上提出，壽命可以用細(xì)胞分裂的次數(shù)乘以分裂的周期來(lái)推算。對(duì)于人來(lái)說(shuō)細(xì)胞分裂的次數(shù)大約為50次，而分裂的周期大約是2.4年，照此計(jì)算，人的壽命應(yīng)為120歲。因此，用細(xì)胞分裂的周期可以代表生命過(guò)程的節(jié)奏。設(shè)想有一對(duì)孿生兄弟，哥哥告別弟弟乘宇宙飛船去太空旅行。在各自的參考系中，哥哥和弟弟的細(xì)胞分裂周期都是2.4年。但由于時(shí)間延緩效應(yīng)，在地球上的弟弟看來(lái)，飛船上的哥哥的細(xì)胞分裂周期要比2.4年長(zhǎng)，他認(rèn)為哥哥比自己年輕。而飛船上的哥哥認(rèn)為弟弟的細(xì)胞分裂周期也變長(zhǎng)，弟弟也比自己年輕。假如飛船返回地球兄弟相見(jiàn)，到底誰(shuí)年輕就成了難以回答的問(wèn)題。36？“到底哪個(gè)參考系的鐘走慢了？”反過(guò)來(lái),S系也相對(duì)于S’系運(yùn)動(dòng)，S系中一個(gè)靜止的鐘C,與S’系中一系列鐘相比，它也是變慢了呀！S’系相對(duì)于S系運(yùn)動(dòng),S’系的鐘變慢了，？弟弟與哥哥的地位是完全相對(duì)的，弟弟看到哥哥年輕；哥哥也應(yīng)看到弟弟年輕！應(yīng)該用廣義相對(duì)論可以證明：確實(shí)“哥哥更年輕”。因?yàn)榈艿苁菓T性系，哥哥要繞回來(lái)與弟弟見(jiàn)面，哥哥有加速度，是非慣性系。哥倆地位不是完全相對(duì)的。例

-介子是一種不穩(wěn)定的粒子，從它產(chǎn)生到它衰變?yōu)?/p>

-介子經(jīng)歷的時(shí)間即為它的壽命，已測(cè)得靜止

-介子的平均壽命

0=210-8s.某加速器產(chǎn)生的

-介子以u(píng)=0.98c相對(duì)于實(shí)驗(yàn)室運(yùn)動(dòng)。

-介子衰變前在實(shí)驗(yàn)室中通過(guò)的平均距離？求：對(duì)實(shí)驗(yàn)室中的觀察者來(lái)說(shuō)，運(yùn)動(dòng)的

-介子的壽命

為解：因此，

-介子衰變前在實(shí)驗(yàn)室中通過(guò)的距離d

'為地球-月球系中測(cè)得地-月距離為3.844×108m，一火箭以0.8

c的速率沿著從地球到月球的方向飛行，先經(jīng)過(guò)地球(事件1)，之后又經(jīng)過(guò)月球(事件2)。例

求：在地球-月球系和火箭系中觀測(cè)，火箭從地球飛經(jīng)月球所需要的時(shí)間？

解：取地球-月球系為S系，火箭系為S'系。則在S

系中，地-月距離為火箭從地球飛經(jīng)月球的時(shí)間為設(shè)在系S'中，地-月距離為l

'，根據(jù)長(zhǎng)度收縮公式有因此，在S'系中火箭從地球飛徑月球的時(shí)間為另解:宇宙飛船以0.8c速度遠(yuǎn)離地球(退行速度u=0.8c)，在此過(guò)程中飛船向地球發(fā)出兩光信號(hào)，其時(shí)間間隔為

tE.求：地球上接收到它發(fā)出的兩個(gè)光信號(hào)間隔

tR.令宇宙飛船為S'系，地面為S系。則S系中測(cè)得發(fā)出兩光信號(hào)的時(shí)間間隔為解：接收兩光信號(hào)的時(shí)間間隔為例14.3.4因果關(guān)系的絕對(duì)性如果一個(gè)事件的發(fā)生由此導(dǎo)致或引起了另一個(gè)事件的發(fā)生，那么這兩個(gè)事件就是有因果關(guān)系的事件．對(duì)于有因果關(guān)系的事件，其因果次序在慣性系看來(lái)，都不會(huì)顛倒．根據(jù)洛侖茲變換但是對(duì)于無(wú)因果關(guān)系的兩事件（獨(dú)立事件），它們發(fā)生的時(shí)間順序，在不同的慣性系看來(lái)，有可能顛倒．14.4相對(duì)論的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)相對(duì)論動(dòng)力學(xué)的基本任務(wù)就在于找出高速運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，而這些規(guī)律應(yīng)該能夠滿足狹義相對(duì)論的相對(duì)性原理．而在u<<C時(shí)，又能退化到經(jīng)典力學(xué)形式．這就需要我們對(duì)一些物理概念，如質(zhì)量、動(dòng)量、能量等在高速時(shí)的含義重新認(rèn)識(shí)．14.4.1相對(duì)論的質(zhì)量、動(dòng)量牛頓力學(xué)動(dòng)量相對(duì)論動(dòng)量必須滿足以下兩個(gè)條件：1.在洛氏變換下保持不變

2.在u/c→0（低速）的情況下，能還原為牛頓力學(xué)形式由此得相對(duì)論動(dòng)量相對(duì)論質(zhì)量01Pmo——靜止質(zhì)量01討論1.物體的質(zhì)量與其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān),m(v)是物體的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量，m0是物體的靜止質(zhì)量；2.

v>c時(shí)，m成為負(fù)數(shù)，無(wú)意義,所以光速是物體運(yùn)動(dòng)的極限速度。3.v<<c

時(shí)，m=m0，與速度無(wú)關(guān)—牛頓力學(xué)4.微觀粒子的速率如中子v=0.98c,但也沒(méi)有超過(guò)真空的光速。

在牛頓力學(xué)中，我們把力定義為物體的動(dòng)量對(duì)時(shí)間的變化量，這個(gè)定義是可以直接推廣到相對(duì)論中去的.我們看到,當(dāng)v<<c時(shí)，F(xiàn)=modv/dt，即又回到了經(jīng)典的牛頓第二定律形式．這也充分說(shuō)明了牛二定律是相對(duì)論力學(xué)方程在低速情況下的近似．14.4.2

相對(duì)論的能量關(guān)系假設(shè)在相對(duì)論中，功能關(guān)系仍具有在牛頓力學(xué)中的形式，即這即為相對(duì)論動(dòng)能公式表面上看來(lái)，相對(duì)論的動(dòng)能公式與經(jīng)典力學(xué)的動(dòng)能公式mov2/2毫無(wú)相似之處，但在v<<c的情況下，將上式用泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)略去高次項(xiàng)，即為熟知的經(jīng)典動(dòng)能公式．從狹義相對(duì)論的觀點(diǎn)來(lái)看，質(zhì)點(diǎn)的能量等于其質(zhì)量與光速的平方的乘積，而moc2為質(zhì)點(diǎn)靜止時(shí)具有的靜能量14.4.3質(zhì)能公式在原子核裂變和聚變中的應(yīng)用1核裂變質(zhì)量虧損原子質(zhì)量單位放出的能量1g鈾—235的原子裂變釋放的能量2核聚變氘核氦核釋放能量質(zhì)量虧損輕核聚變條件：溫度達(dá)到時(shí)，使具有的的動(dòng)能，足以克服兩之間的庫(kù)侖排斥力.14.4.4動(dòng)量、能量關(guān)系極端相對(duì)論近似光子光的波粒二象性

光子雖然沒(méi)有靜質(zhì)量和靜能，但光子有質(zhì)量，能量和動(dòng)量，這些已經(jīng)在實(shí)踐中得到了驗(yàn)證，這是光子物質(zhì)性的重要體現(xiàn)，說(shuō)明了光子是自然界的真實(shí)物質(zhì)．愛(ài)因斯坦為什么要?jiǎng)?chuàng)立廣義相對(duì)論？

狹義相對(duì)論只適用于慣性系，所反映的自然規(guī)律的對(duì)稱(chēng)性不完善。

狹義相對(duì)論的洛侖茲變換不能保持引力形式不變，即狹義相對(duì)論不能包容萬(wàn)有引力定律。愛(ài)因斯坦的目標(biāo)：

實(shí)現(xiàn)非慣性系與慣性系的平權(quán)。

改造引力理論(建立時(shí)空與物質(zhì)的關(guān)聯(lián))。14.5廣義相對(duì)論簡(jiǎn)介14.5.1廣義相對(duì)論基本原理1.廣義相對(duì)性原理物理定律在一切參考系(慣性系、非慣性系)中數(shù)學(xué)形式相同。意義：實(shí)現(xiàn)慣性系和非慣性系的平權(quán)，完善對(duì)稱(chēng)性，是構(gòu)建理論的出發(fā)點(diǎn)。如何實(shí)現(xiàn)慣性系和非慣性系的平權(quán)？2.等效原理

等效原理：對(duì)于一切物理過(guò)程，引力場(chǎng)與勻加速運(yùn)動(dòng)的參考系局部等效，即引力與慣性力局部等效。

或：在引力場(chǎng)中的任一時(shí)空點(diǎn)，總能建立一個(gè)自由下落的局部慣性系，其中狹義相對(duì)論確立的規(guī)律全部有效。廣義相對(duì)論狹義相對(duì)論無(wú)引力

引力場(chǎng)中不同位置處的時(shí)空標(biāo)度不同——

時(shí)空彎曲。引力場(chǎng)越強(qiáng)、引力勢(shì)越低處的鐘越慢、徑向尺越短，空間曲率越大。14.5.2廣義相對(duì)論時(shí)空觀：

時(shí)空是由位置分布狀況決定的引力場(chǎng)的結(jié)構(gòu)性質(zhì),只有在無(wú)引力場(chǎng)存在時(shí)，時(shí)空才是平直的(歐幾里德空間)。有引力場(chǎng)存在時(shí)，時(shí)空是彎曲的(黎曼空間)，引力場(chǎng)強(qiáng)度分