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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 物理 » 基础物理 » 请问狭义相对论针对的是惯性系还是非惯性系
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whenyd

木虫 (著名写手)

宅心仁厚

[求助] 请问狭义相对论针对的是惯性系还是非惯性系已有2人参与

狭义相对论的第一个假设是惯性系中的观测者等价，而其论述中洛沦兹变换下的那两个坐标系x和x'是惯性系吗？请大家简单解释下

[ 发自手机版 http://muchong.com/3g ]
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超越梦想，真爱无双，得一而足。
1楼2013-08-02 15:35:30
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racoon01

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引用回帖:
5楼: Originally posted by wctttty at 2013-08-03 01:02:24
究竟是用狭义相对论还是广义相对论讨论 其区别是在于被讨论的背景时空是什么来划分的 狭义是只讨论闵式时空下的  用是不是所谓的惯性系来划分是过时而不严格的
...


所有回帖中，只有这个帖子所表达的观点才是正确的。

可叹楼主有眼无珠，竟然没有采纳这唯一的正确答案。
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racoon
10楼2013-08-03 16:02:09
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racoon01

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★
感谢参与，应助指数 +1
whenyd: 金币+1, ★有帮助 2013-08-04 12:36:19
夕阳西下: 如果把物理量均通过Lorentz变换下的张量（俗称四维张量）表达出来的话，狭义相对论理论的表述方式不需要引进两个惯性系。一个惯性系足唉。回答似乎不严谨，狭义相对论本身就是针对不同惯性系之间的物理规律的讨论，即便是四维张量的情况下也得指出两种变换的惯性系。 2013-08-05 08:43:14
引用回帖:
11楼: Originally posted by whenyd at 2013-08-03 16:44:10
“所有回帖中，只有这个帖子所表达的观点才是正确的。”
那说明你的观点也是错的，我更不敢采纳了...

你期望一个连“狭义相对论是针对惯性系的”这种过时而又不严格的观点都不知道的人能理解回帖中闵氏时 ...

Q0. 狭义相对论的基础理论是那两条假设吗，还是说洛伦兹变换才是狭义相对论的基础理论?

Answer: SP的理论基础当然是相对性原理和光速不变原理。Lorentz变换表达的是同一物理事件在两个惯性系中时空坐标的联系。

Q1. 狭义相对论总是讨论两个高速运动的参考系，难道必须要两个高速运动的参考系才能引入狭义相对论吗?

Answer: 如果把物理量均通过Lorentz变换下的张量（俗称四维张量）表达出来的话，狭义相对论理论的表述方式不需要引进两个惯性系。一个惯性系足唉。
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racoon
13楼2013-08-04 10:11:53
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racoon01

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★
whenyd: 金币+1 2013-08-04 12:46:03
引用回帖:
11楼: Originally posted by whenyd at 2013-08-03 16:44:10
“所有回帖中，只有这个帖子所表达的观点才是正确的。”
那说明你的观点也是错的，我更不敢采纳了...

你期望一个连“狭义相对论是针对惯性系的”这种过时而又不严格的观点都不知道的人能理解回帖中闵氏时 ...

Q2、狭义相对论中牛顿定律要修正，原因是高速运动引起的质量变化吗，有没有其他原因，一般把牛顿定律写成F=dp/dt，能写成F=ma吗?

Answer: 运动质量是过时概念，现在主流的观点已经弃之不用。说到粒子的质量，自然指的是其静止质量。所以，Nowton第二定律在相对论力学可以表为如下方程组：F^\mu = m \frac{d p^\mu}{d\tau} , (\mu=1, 2, 3, 4) 或者等价地： F^\mu =m a^\mu, 这里a^\mu = \frac{dp^\mu}{d\tau}是粒子的四维加速度。

Q3、广义相对论又说的是什么问题，围绕什么展开的，也是高速运动下的问题吗？

Answer: 广义相对论是引力的场论、其中摒弃了newton万有引力定律所隐藏的超距作用特点。
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racoon
14楼2013-08-04 10:22:20
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racoon01

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★
whenyd: 金币+1, ★有帮助, 这几个问题太高深，貌似很有道理啊 2013-08-04 12:46:39
引用回帖:
11楼: Originally posted by whenyd at 2013-08-03 16:44:10
“所有回帖中，只有这个帖子所表达的观点才是正确的。”
那说明你的观点也是错的，我更不敢采纳了...

你期望一个连“狭义相对论是针对惯性系的”这种过时而又不严格的观点都不知道的人能理解回帖中闵氏时 ...

Q4、什么时候用狭义相对论，什么时候用广义相对论？
Q5、区别就是被讨论的背景时空的划分不同吗，又是根据什么来划分的?
Q6、解释下闵氏时空，与其相对的是什么概念?

Answer:  上述三问题一并回答如下。广义相对论认为引力的存在会导致时空弯曲。所以，若你的物理问题中时空是平直的，即它的黎曼曲率张量的所有分量均为零，（这样的时空称为闵氏时空），则你的问题就只能属于狭义相对论的范畴，无论你所研究的粒子是做匀速直线运动还是加速运动。

若物理问题所涉及的时空具有非零的黎曼曲率张量，则必定有引力的存在。这样的时空通常称为赝黎曼流形。
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racoon
15楼2013-08-04 10:32:10
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racoon01

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★
whenyd: 金币+1 2013-08-04 12:49:46
引用回帖:
11楼: Originally posted by whenyd at 2013-08-03 16:44:10
“所有回帖中，只有这个帖子所表达的观点才是正确的。”
那说明你的观点也是错的，我更不敢采纳了...

你期望一个连“狭义相对论是针对惯性系的”这种过时而又不严格的观点都不知道的人能理解回帖中闵氏时 ...

Q7、用是不是所谓的惯性系来划分是过时而不严格的，为什么，那现在用什么概念来区分，或者就不区分了吗？

Answer: 这个问题前面的同学已经回答你了，现在我再次做一次复读机吧。狭义相对论和广义相对论的唯一区别在于前者不涉及引力而后者涉及。所以，只要未计入引力的效应，即物理问题所涉及的时空是平直的闵氏时空，则不论观测者是否处于惯性系，此时的相对论理论都在狭义相对论的范畴内。只有当物理时空发生了某种程度的弯曲，即时空的黎曼曲率张量存在几个非零分量，则此时应使用广义相对论讨论问题。
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racoon
16楼2013-08-04 10:41:12
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racoon01

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14楼: Originally posted by racoon01 at 2013-08-04 10:22:20
Q2、狭义相对论中牛顿定律要修正，原因是高速运动引起的质量变化吗，有没有其他原因，一般把牛顿定律写成F=dp/dt，能写成F=ma吗?

Answer: 运动质量是过时概念，现在主流的观点已经弃之不用。说到粒子的质量，自 ...

此贴出了点笔误。粒子的四维加速度的定义应修正为：a^\mu = \frac{d U^\mu}{d\tau} = \frac{d^2 x^\mu}{d\tau^2}， 特此致歉。
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racoon
17楼2013-08-04 10:46:14
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★
whenyd: 金币+1 2013-08-04 17:47:30
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22楼: Originally posted by whenyd at 2013-08-04 12:49:38
也就是说只要是所谓闵氏时空，那么就不用区分惯性系还是非惯性系，两个相互有加速度的参考系也满足洛伦兹变换，是这样吗...

最后一次与你谈此问题了。

你不是问什么是狭义相对论吗？ 据我的理解，狭义相对论是关于参考系的理论。在狭义相对论中，任意两个惯性系都是平权的。但是，这并不意味着狭义相对论理论排斥非惯性参考系。正确的说法是，若以洛伦茨变换为依据，则惯性系和非惯性之间并不等价。换言之，惯性系和非惯性系之间不是通过洛伦茨变换相联系的。

另外，光速不变原理所涉及的光速只是真空中的光速。光速不变指的是同一束光对于两个不同的惯性系而言，光速是相同的。

若再有疑问，只能请君自行解决了。
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racoon
24楼2013-08-04 16:01:54
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racoon01

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引用回帖:
27楼: Originally posted by walk1997 at 2014-12-21 09:34:36
这个说的太不合适了吧
不管是哪2个说法
另外racoon01下面的几个回复个人感觉也有误导之处
狭义相对论描述的就是(无引力作用时)"惯性系"之间的时空量变换关系吧
这一具体的物理观测量间的变换关系可 ...

你的观点需要与时俱进。现代的观点是: 只要是在闵氏时空，无论参考系惯性或者非惯性，理论都属于狭义相对论。gourgoulhon还专门为此写了本书: special relativity in general frames, 2014, springer

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racoon
28楼2014-12-21 12:31:41
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racoon01

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引用回帖:
27楼: Originally posted by walk1997 at 2014-12-21 09:34:36
这个说的太不合适了吧
不管是哪2个说法
另外racoon01下面的几个回复个人感觉也有误导之处
狭义相对论描述的就是(无引力作用时)"惯性系"之间的时空量变换关系吧
这一具体的物理观测量间的变换关系可 ...

Gourgoulhon书的封面在此，全书约800页，就不上传了. 也许不久后北大《中外物理精品书系》会出版这本书.
请问狭义相对论针对的是惯性系还是非惯性系
Gourgoulhon.png
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racoon
29楼2014-12-21 12:43:16
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