马特·琼斯

乔治华盛顿大学医学博士
高中的系主任

Matt目前是旧金山一所高中的系主任。在业余时间,马特喜欢与妻子和两个孩子一起在户外度过。

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运动中的相对论

马特·琼斯
马特·琼斯

乔治华盛顿大学医学博士
高中的系主任

Matt目前是旧金山一所高中的系主任。在业余时间,马特喜欢与妻子和两个孩子一起在户外度过。

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任何物体的运动只有在相对于其他物体时才有意义。运动中的相对论向我们保证,物理定律不会因物体的惯性大小而变化。这很重要,因为任何东西都有一定的惯性。站在地球表面上,我们感觉我们不是在运动,而是因为地球在运动,所以我们也在运动。如果我们测量抛在火车上的球的速度,我们可以测量球相对于火车运动的速度,也可以测量球相对于地球运动的速度。

今天我们要讨论运动中的相对论。首先,我现在的速度是多少?继续思考,我给你一些选择,是零米每秒吗?是每秒30000米吗?还是每秒超过50000米?如果你说的是零米每秒,你是对的,这是我现在的速度,考虑到地板的相对性,我站在那里,相对于地板,我以零米每秒的速度移动。如果你说每秒30000米,这也是正确的,这是我相对于太阳的速度,当我们站在地球上时,我们是以每秒30000米的速度围绕太阳移动的。如果你说每秒超过50000米,这也是正确的,这是我们估计的速度,人们甚至不知道实际值,但这是我们离宇宙中心的距离。所以我的速度是相对的,我可以,取决于我们在谈论什么,我们相对于什么。

好的,让我们看一些例子,我有一辆赛车,赛车以每小时300公里的速度行驶,好的,速度是相对于轨道的。如果那辆赛车超过了另一辆赛车,每小时行驶295公里,那么相对于速度较慢的赛车的速度是每小时5公里,所以相对论也是如此。让我们看另一个例子,假设我在火车上,火车以每秒10米的速度行驶,我在火车上做一件非常不安全的事情,我朝火车行驶的方向扔足球。别在家里试这个好吧,我以每秒8米的速度扔。好的,球相对于火车的移动速度是每秒8米,但是球相对于地面或站在地面观看的人的移动速度是每秒10+8,18米。所以这是有道理的,在相对较低的速度下,这种方法非常有效,火车、汽车和我都相对较慢。

好吧,它在非常高的速度下工作不太好,现在让我们看另一个例子。我有一列火车以每秒10米的速度行驶,我在火车上有一个头灯,头灯以光速行驶。好的,光速是每秒3亿米,好的,我说很简单,我有每秒10米,加上每秒3亿米,这将是每秒3亿米和10米,好的。不幸的是,它不是这样工作的,爱因斯坦在我们称之为“爱因斯坦运动中的狭义相对论”中发现,没有什么比光速更快。因此,无论火车的速度有多快,如果它的速度是光速的一半,或者如果它的速度是每小时200公里,光都会以同样的速度传播。这就是我们处理运动中相对论的方法。

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