相对论的基本原理

（1）在一切惯性系中，基本物理定律都是相同的，称为狭义相对性原理。（2）在任何惯性系中，真空中的光速都相同，恒定地等于c，且与光源的运动无关，称为光速不变原理。由此得出时间和空间各量从一个惯性系变换到另一惯性系时，应满足洛仑兹变换，而不是伽利略变换，并导出许多重要结论，主要有：量度物体长度时，运动物体沿运动方向的长度比静止时缩短，即尺缩效应；量度物体的时间历程时，运动物体的时间进程比静止时长，运动的钟比静止的钟走得慢，即钟慢效应；物体的质量随运动速度的增大而变大；质量为m的物体具有的总能量为E=mc2(质能关系式)；任何物体的速度不可能超过光速c等，这些结论与大量的高速(接近光速)运动的粒子的经验事实相符合，特别是在原子核能释放中，质能关系式被具体化，使人类进入原子能时代，为电磁场、核力场和弱力场理论的进一步发展奠定了基础。上述理论从相对性原理出发，而且只对惯性系有效，称为狭义相对论。

物理定律在所有参考系下有相同的形式

1. 相对性原理2. 光速不变原理

相对论是关于时空和引力的理论，主要由爱因斯坦创立，依其研究对象的不同可分为狭义相对论和广义相对论。下面为大家整理了相关内容，供大家参考。 相对论的基本原理 相对论是关于时空和引力的理论，主要由爱因斯坦创立，依其研究对象的不同可分为狭义相对论和广义相对论。相对论和量子力学的提出给物理学带来了革命性的变化，它们共同奠定了现代物理学的基础。 狭义相对性原理（狭义协变性原理）：一切的惯性参考系都是平权的，即物理规律的形式在任何的惯性参考系中是相同的。这意味着物理规律对于一位静止在实验室里的观察者和一个相对于实验室高速匀速运动着的电子是相同的。 广义相对性原理（广义协变性原理）：任何物理规律都应该用与参考系无关的物理量表示出来。用几何语言描述即为，任何在物理规律中出现的时空量都应当为该时空的度规或者由其导出的物理量。 相对论的应用 相对论主要在两个方面有用：一是高速运动（与光速可比拟的高速），一是强引力场。例如： 1、在医院的放射治疗部，多数设有一台粒子加速器，产生高能粒子来制造同位素，作治疗或造影之用。氟代脱氧葡萄糖的合成便是一个经典例子。由于粒子运动的速度相当接近光速（0.9c-0.9999c），故粒子加速器的设计和使用必须考虑相对论效应。 2、全球卫星定位系统的卫星上的原子钟，对精确定位非常重要。这些时钟同时受狭义相对论因高速运动而导致的时间变慢（-7.2μs/日），和广义相对论因较（地面物件）承受着较弱的重力场而导致时间变快效应（+45.9μs/日）影响。相对论的净效应是那些时钟较地面的时钟运行的为快。故此，这些卫星的软件需要计算和抵消一切的相对论效应，确保定位准确。 3、全球卫星定位系统的算法本身便是基于光速不变原理的，若光速不变原理不成立，则全球卫星定位系统则需要更换为不同的算法方能精确定位。

相对论的基本原理狭义相对性原理：物理定律在所有的惯性系中有相同的数学形式。光速不变原理：在任何惯性系中看来，光在真空中的传播速率都是 c（数值大约是 30 万公里每秒）。相对论的基础是两个原理，一个是光速不变，一个是参考系的对称性。这个原理基于一个简单的事实：不论我们讨论速度的大小还是方向，都必须要明确测量者。这个就是相对论思想的精髓。假设在浩瀚的宇宙，乔治飘忽在黑暗的空无一物的空间中，从他的角度，他是完全静止的。而远处，他看到另外一个同样漂浮在宇宙中的另外一个人格雷西正向他飘过来。经过他时，他们相互挥了挥手。紧接着，格雷西消失在黑暗的夜空中。这个故事如果从格雷西的角度看，也可以解释为，格雷西自己感觉是静止的，远处的乔治向她飘过来，然后挥了挥手之后消失在夜空中。这两个故事讲的是同一件事情。两个人都觉得自己的静止的。这就是相对性原理的精髓：运动是相对。

狭义相对论的基本原理是：（1）在一切惯性系中，基本物理定律都是相同的，称为狭义相对性原理。（2）在任何惯性系中，真空中的光速都相同，恒定地等于c，且与光源的运动无关，称为光速不变原理。由此得出时间和空间各量从一个惯性系变换到另一惯性系时，应满足洛仑兹变换，而不是伽利略变换，并导出许多重要结论，主要有：量度物体长度时，运动物体沿运动方向的长度比静止时缩短，即尺缩效应；量度物体的时间历程时，运动物体的时间进程比静止时长，运动的钟比静止的钟走得慢，即钟慢效应；物体的质量随运动速度的增大而变大；质量为m的物体具有的总能量为E=mc2(质能关系式)；任何物体的速度不可能超过光速c等，这些结论与大量的高速(接近光速)运动的粒子的经验事实相符合，特别是在原子核能释放中，质能关系式被具体化，使人类进入原子能时代，为电磁场、核力场和弱力场理论的进一步发展奠定了基础。上述理论从相对性原理出发，而且只对惯性系有效，称为狭义相对论。

相对论的基本原理狭义相对性原理：物理定律在所有的惯性系中有相同的数学形式。光速不变原理：在任何惯性系中看来，光在真空中的传播速率都是 c（数值大约是 30 万公里每秒）。相对论的基础是两个原理，一个是光速不变，一个是参考系的对称性。这个原理基于一个简单的事实：不论我们讨论速度的大小还是方向，都必须要明确测量者。这个就是相对论思想的精髓。假设在浩瀚的宇宙，乔治飘忽在黑暗的空无一物的空间中，从他的角度，他是完全静止的。而远处，他看到另外一个同样漂浮在宇宙中的另外一个人格雷西正向他飘过来。经过他时，他们相互挥了挥手。紧接着，格雷西消失在黑暗的夜空中。这个故事如果从格雷西的角度看，也可以解释为，格雷西自己感觉是静止的，远处的乔治向她飘过来，然后挥了挥手之后消失在夜空中。这两个故事讲的是同一件事情。两个人都觉得自己的静止的。这就是相对性原理的精髓：运动是相对。

狭义相对论的基本原理是狭义相对性原理和光速不变原理，前者也是说物理规律在任何惯性系内都是相同的，后者是说光速在任何惯性系内都是相同的。前者是伽利略相对性原理的推广（从力学规律到一切物理规律），后者是实验所得结果。狭相主要结构就是洛伦兹变换式，以之为基础可以推导出所有狭相的定量结论。广义相对论的基本原理是广义相对性原理和等效原理，前者是说一切物理规律都要写成张量方程的形式，后者是说惯性质量等于引力质量或者说惯性系等价于做存在引力场的有恒定加速度（数值上等于该引力场的引力加速度）的非惯性系。其主要结构是引力几何化。核心是引力场方程，描述物质和时空如何相互影响，从物质分布得出时空结构。

狭义相对论的基本原理一、在任何惯性参考系中，自然规律都相同，称为相对性原理。二、在任何惯性系中，真空光速c都相同，即光速不变原理。其中第一条就是相对性原理，第二条是光速不变性。整个狭义相对论就建筑在这两条基本原理上。由此得出时间和空间各量从一个惯性系变换到另一惯性系时，应该满足洛伦兹变换，而不是满足伽利略变换。并由此推出许多重要结论，例如：1、两事件发生的先后或是否“同时”，在不同参照系看来是不同的（但因果律仍然成立）。2、量度物体的长度时，将测到运动物体在其运动方向上的长度要比静止时缩短。与此相似，量度时间进程时，将看到运动的时钟要比静止的时钟进行得慢。3、物体质量m随速度v的增加而增大。4、任何物体的速度不能超过光速。5、物体的质量m与能量E之间满足质能关系式E=mc2。以上结论与目前的实验事实符合，但只有在高速运动时，效应才显著。在通常的情况下，相对论效应极其微小，因此经典力学可认为是相对论力学在低速情况下的近似。 广义相对论基本原理1、广义相对论原理，即自然定律在任何参考系中都可以表示为相同数学形式。2、等价原理，即在一个小体积范围内的万有引力和某一加速系统中的惯性力相互等效。按照上述原理，万有引力的产生是由于物质的存在和一定的分布状况使时间空间性质变得不均匀（所谓时空弯曲）；并由此建立了引力场理论；而狭义相对论则是广义相对论在引力场很弱时的特殊情况。

狭义相对论基本原理 物质在相互作用中作永恒的运动，没有不运动的物质，也没有无物质的运动，由于物质是在相互联系，相互作用中运动的，因此，必须在物质的相互关系中描述运动，而不可能孤立的描述运动。也就是说，运动必须有一个参考物，这个参考物就是参考系。 广义相对论基本原理 由于惯性系无法定义，爱因斯坦将相对性原理推广到非惯性系，提出了广义相对论的第一个原理：广义相对性原理。其内容是，所有参考系在描述自然定律时都是等效的。

物理定律的形式在一切参考系都是不变的。人们做了许多实验以测量同一物体的惯性质量和引力质量。所有的实验结果都得出同一结论：惯性质量等于引力质量(实际上是成正比,调整系数后,就变成"等于"了,这么做是为了方便计算)。牛顿自己意识到这种质量的等同性是由某种他的理论不能够解释的原因引起的。但他认为这一结果是一种简单的巧合。与此相反，爱因斯坦发现这种等同性中存在着一条取代牛顿理论的通道。等效原理爱因斯坦提出“等效原理”，即引力和惯性力是等效的。这一原理建立在引力质量与惯性质量的等价性上。根据等效原理，爱因斯坦把狭义相对性原理推广为广义相对性原理，即物理定律的形式在一切参考系都是不变的。物体的运动方程即该参考系中的测地线方程。测地线方程与物体自身固有性质无关，只取决于时空局域几何性质。而引力正是时空局域几何性质的表现。物质质量的存在会造成时空的弯曲，在弯曲的时空中，物体仍然顺着最短距离进行运动(即沿着测地线运动——在欧氏空间中即是直线运动)，如地球在太阳造成的弯曲时空中的测地线运动，实际是绕着太阳转，造成引力作用效应。正如在弯曲的地球表面上，如果以直线运动，实际是绕着地球表面的大圆走。

相对论（Relativity）的基本假设是相对性原理，即物理定律与参照系的选择无关。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（惯性参照系）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。相对论和量子力学是现代物理学的两大基本支柱。经典物理学基础的经典力学，不适用于高速运动的物体和微观领域。相对论解决了高速运动问题；量子力学解决了微观亚原子条件下的问题。相对论颠覆了人类对宇宙和自然的“常识性”观念，提出了“时间和空间的相对性”、“四维时空”、“弯曲空间”等全新的概念。狭义相对论提出于1905年，广义相对论提出于1915年（爱因斯坦在1915年末完成广义相对论的创建工作，在1916年初正式发表相关论文）。方程是：R{i,j}-0.5g{i,j}=-8PiGT{i,j} R{i,j}是四阶空间张量R{i,j,k,m}的退化值（或计算值），T{i,j}是动能动量张量（见分析力学），G是引力常数，g{i,j}是度规张量。 论文见http://www.tastphysics.com/gb2.htm

1、对论（Relativity）的基本假设是相对性原理，即物理定律与参照系的选择无关。2、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（惯性参照系）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。

广义相对论的基本原理包括：（） A.等效原理和广义协变原理 B.等效原理和光速不变原理 C.广义协变原理和光速不变原理 D.广义协变原理和相对性原理 正确答案：A

狭义相对论。

广义相对论是描述物质间引力相互作用的理论。下面整理了广义相对论的基本原理，供大家参考。 广义相对论的原理 广义相对论是描述物质间引力相互作用的理论。其基础由爱因斯坦于1915年完成，1916年正式发表。这一理论首次把引力场解释成时空的弯曲。广义相对性原理：物理定律的形式在一切参考系都是不变的，该定理是狭义相对性原理的推广。 广义相对论的作用 爱因斯坦的广义相对论理论在天体物理学中有着非常重要的应用：它直接推导出某些大质量恒星会终结为一个黑洞——时空中的某些区域发生极度的扭曲以至于连光都无法逸出；而多大质量的恒星会塌陷为黑洞则是印裔物理学家钱德拉塞卡的功劳——钱德拉塞卡极限（白矮星的质量上限）。 广义相对论还预言了引力波的存在（爱因斯坦于1918年写的论文《论引力波》），现已被直接观测所证实。此外,广义相对论还是现代宇宙学的膨胀宇宙模型的理论基础。

广义相对论的基本原理是描述重力的理论，它基于爱因斯坦在1915年创立的可能是最著名的物理学理论之一。1、等效原理等效原理指出：在一个自由下落的参考系中，物体的运动会受到重力的影响。这表示了重力与加速度的等价性，也知道了重力场可以看做引力加速度。分为弱等效原理和强等效原理，弱等效原理认为惯性力场与引力场的动力学效应是局部不可分辨的。强等效原理认为，则将动力学效应提升到任何物理效应。要强调，等效原理仅对局部惯性系成立，对非局部惯性系等效原理不一定成立。2、时空弯曲广义相对论提出，质量和能量会扭曲时空结构，这种扭曲会影响其他物体的运动轨迹。弯曲的数量取决于质量或能量的大小，这种现象就称为“引力”，而轨道上的物体则沿着这种扭曲的路径运动。3、引力波广义相对论的另一个重要观点是，当质量或能量的分布发生变化时，时间-空间的弯曲会产生震荡，这些震荡在时空中传播，并表现为引力波。根据这个理论，存在一种精密的实验去验证它。4、膨胀的宇宙广义相对论揭示了宇宙的膨胀现象，根据观测结果，宇宙是无限扩张的，在宇宙中心大爆炸的时候，创造了元素和宇宙结构。广义相对论不仅完美描述了物理学中关于重力的许多问题，而且在其他领域也被证明有实用性，例如GPS系统就是使用广义相对论来进行时间计算和精确定位。5、基础教案广义相对性原理和等效原理狭义相对论认为，在不同的惯性参考系中一切物理规律都是相同的．爱因斯坦在此基础上又向前迈进了一大步，认为在任何参考系中（包括非惯性系）物理规律都是相同的，这就是广义相对性原理。

广义相对论的基本原理是等效原理:一个以加速度a做匀加速直线运动的参考系，和一个重力加速度g=a的、静止的局域参考系是完全等效的。或者说，一个在引力场中自由下落的局域参考系，很一个没有引力场的惯性参考系完全等效。