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爱因斯坦相对论

词条摘要:爱因斯坦相对论初解 汽车是运动的,树木是静止的,这样说大家都能接受,但如果反过来说树木是运动的,汽车是静止的则会有很多人说你痴人说梦。其实在物理学上这两种说法都是正确的,只是所选的参照系不同而已。这... [阅读全文]

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1. 主题:[原创]对运动系下观测静止系带电平板和平板之间带电粒子运动问题的解释

问题:
 2无穷大均匀带电平板,电场中有一个带电粒子,2板水平放置,间距高度为无穷大(也就是带电粒子永远不会触及平板之中任何一个),带电粒子受平板间电场力具有竖直初加速度。当板静止时候,不存在感生磁场,带电粒子在水平方向没有加速度,带电粒子和平板之间在水平方向上没有相对运动。 
取平板为静止惯性系。
在另一个相对平板水平运动的惯性系对平板和平板间的带电粒子进行观测:

解释:
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在水平运动的运动参考系下看来,平板上出现运动电荷,但是带电粒子也和平板上的运动电荷同步运动,不考虑相对论效应,它们没有速度差,所以不会产生感生磁场。
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如果考虑相对论效应,则对于运动惯性系来说,在运动惯性系看来,平板和带电粒子出现相对论效应产生的与运动惯性系和静止惯性系之间牵连运动速度垂直的2维速度。

也就是说运动惯性系中观测到大小恒定(因为运动惯性系和静止惯性系牵连速度恒定)的平板上电荷运动产生使平板之间带电粒子运动的感生磁场,同样带电粒子因为开始切割电场运动产生阻碍其继续运动的感生磁场(该磁场因为带电粒子加速运动,不断增强)。

带电粒子先对于平板产生水平加速运动,然后由于平板产生的感生磁场大小恒定而阻碍带电粒子运动的感生磁场不断增大,最终对带电粒子水平方向加速和减速的这两个磁场将会平衡,即带电粒子在运动惯性系看来是相对平板水平向有匀速运动速度分量(注意,静止参照系看来带电粒子没有水平方向的运动分量)。

由于此水平运动分量存在,在运动惯性系看来,带电粒子水平向切割电力线运动,必然产生阻碍此运动的磁场。带电粒子最终将会在此磁场作用下恢复到相对平板静止。
===================================

这个过程中,最为关键的是,本来在静止参考系看不到的带电粒子与平板之间的相对运动却可以在运动参考系下观测到。

根据相对论进行估算,运动参照系下观测到该现象的持续时间总是一个很小的值,即使运动参照系相对静止系运动速度很低(接近0)或者很高(接近光速),都对应产生足够大的感生磁场来阻止这个相对运动现象的延续。但是,这个现象是绝对存在的。

===================================================
考虑到长度随速度增大的效应,
对于运动参照系,如果它相对静止参照系速度很小,则观测到的感生磁场也很微小,基本观测不到带电粒子相对平板水平运动。

如果运动参照系相对静止参照系速度很大,那么,由于运动参照系中观测到的平板和带电粒子均高速运动,长度单位指标严重增大,那么它们之间水平相对运动对于平板和带电粒子本身来说还是非常微小的。只不过对于运动惯性系来说可以观测到。

====================================================
考虑到时钟走慢效应,
如果静止系和运动系之间速度差异很小,那么运动系观测到的平板和带电粒子之间的相对运动持续时间将会非常短暂。

如果2惯性系间速度差很大,那么在运动系看来,平板和带电粒子在水平向高速运动,它们所静止系时间严重变缓,运动系观测到的平板与带电粒子间相对运动在静止系看来持续时间将会十分短暂。

总之,在运动系可以观测的平板和带电粒子相对运动现象对于静止系仍然是十分不明显的。
===========================================
考虑到质量随速度增大的效应,
惯性质量增大会在2惯性系速度差异很大的时候体现为减弱并延缓带电粒子受到自身切割电场运动产生磁场的阻碍带电粒子惯性运动的效应。
也就是说,静止和运动惯性系之间速度差异越大,带电粒子在运动系看来就会越发增长相对平板的运动时间。

但是同样的效应也在带电粒子开始运动时候起作用,因为在高速运动的运动系看来,带电粒子具有很大的质量,很难被感生磁场加速。

所以,无论如何,运动参考系观测到平板和带电粒子之间的相对运动尽管存在,但是对于静止系内的平板和带电粒子本身总是非常微弱。
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总结:相对论效应不仅会造成感生电场,感生磁场对于运动惯性系的无中生有,也会造成相对运动的无中生有,从而使相对运动的物体间惯性增加产生的万有引力增量无中生有。这也就是万有引力的感生现象。

正如前面讨论的例子中,平板和带电粒子之间水平方向相对运动为0。在这个方向上它们不会因为有速度差而被相对论效应产生质量增大效应。
那么,没有增加的一部分质量,也不会因为增加质量而增加它们之间的万有引力。

但是在运动参照系观测下,平板和带电粒子有水平相对运动,它们互相看来因该具有相对论效应的质量增加,它们之间的万有引力也会因此有了一个在静止参照系下不存在的增量。这就是感生出的万有引力场。


相对论揭示了一个重要的现象:事物的状态本身就是相对于不同参照系而不绝对相同的,在某参照系下观测不到的情况并不绝对在其他参照系也观测不到。

作者: 厉风 2007-10-23 21:45:27 引用此发言

2. 回复:对运动系下观测静止系带电平板和平板之间带电粒子运动问题的解释

尽管“同一参考系内物体之间是否相对运动”会因为相对论效应在静止和运动参考系之间“无中生有”,但是并没有离谱到在静止参考系也能明显观测到这个现象的程度,也就是说,对于静止参考系来说,那个相对运动还是观测不到的。

也就是说这种“无中生有”不会违反或者破坏静止系本身的因果性。实际上,这个问题只有在存在绝对静止系时候才会显示出其尖锐性。而我们在现实生活中,无论在哪一个参照系下均能够同时观测到电磁现象,这也说明我们周围都是非绝对静止系,也可以说是验证了“绝对静止系不存在”。

相对论对宇宙本质的最有力揭示就在这里: 
也许纷繁复杂的各种事物属性和表现都是因为我们对于该事物具有某些属性差异,类似惯性系差异,导致我们观测得到那些事物自己观测不到的感生属性。 
这对于“万物源自统一”这种观点是一个很好的支持。因为只要有惯性系差异,就能使得某些属性(感生电场,感生磁场,感生相对运动---感生引力场)无中生有。 
而且这种无中生有不会破坏其他事物的因果性,不仅无中生有,还维护了宇宙的统一性。

作者: 厉风 2007-10-23 21:45:56 引用此发言

3. 回复:对运动系下观测静止系带电平板和平板之间带电粒子运动问题的解释

本楼重复,已经修改

作者: 厉风 2007-10-23 21:46:13 引用此发言

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