动钟变慢
- 格式:ppt
- 大小:2.67 MB
- 文档页数:48
狭义相对论动钟变慢原因
狭义相对论提出了许多新理论,其中最出名的便是动钟变慢原理。
说起动钟变慢,大多数人都会觉得很玄奥,但是其原因其实并不难理解,下面我们分步骤来看看。
一、光速不变原理
在狭义相对论中,有一个重要的原理,那就是光速不变原理。
即所有惯性系中光速恒定。
这意味着无论一个物体朝着任何方向移动,光速都不会改变。
这一原理是狭义相对论理论框架的核心。
二、时间和距离的相对性
时间和距离并不是绝对的,它们是相对的,即视觉上的效应。
对于一个运动物体,时间的流逝速度以及长度的度量结果,都是相对于观察者的惯性系而言的。
这便是时间和距离相对性的精髓。
三、观察者的运动状态
在相对论中,物体的运动状态会影响时间的流逝速度。
当物体运动速度越来越接近光速时,时间的流逝速度就会减慢,并逐渐变成一笑话。
这意味着,运动越快的物体内部的任何周期性事件都会变慢。
四、动钟变慢原理
我们回到动钟变慢原理这个话题上。
对于观察者而言,他们看到的是物体内部的时钟运转变慢了。
这是因为在运动过程中,时钟所处的运动惯性系相对静止观察者而言,是一个非求速的参照系。
因此,运动时钟的流逝速度比静止时钟慢。
这就是动钟变慢的原因。
总之,动钟变慢的原因可以用光速不变原理、时间和距离的相对性以及观察者的运动状态来解释。
这些原理虽然听上去很玄妙,但其实都是物理中的常识。
熟悉这些原理能让我们更好地理解相对论中的理论框架和异常现象。
时钟频率变慢的原因
1. 温度影响,温度的变化会导致晶体振荡器的频率变化,从而影响时钟频率。
2. 电压变化,供电电压的变化也会影响晶体振荡器的频率,进而影响时钟频率。
3. 电磁干扰,外部电磁场的干扰可能会导致时钟频率的波动。
4. 震动和机械应力,设备的震动或机械应力可能会影响晶体振荡器的稳定性,从而影响时钟频率。
5. 其他环境因素,例如湿度、辐射等环境因素也可能对时钟频率产生影响。
这些因素可能会导致时钟频率的不稳定,从而影响设备的性能和准确性。
因此,在设计和使用电子设备时,需要考虑这些因素,并采取相应的措施来确保时钟频率的稳定性和准确性。
识破相对论之⼀:钟慢尺缩识破相对论之⼀:钟慢尺缩 2014.1.26有位朋友给我介绍了⼀位对相对论感兴趣的哥们,我们第⼀次交流的时候,他就单⼑直⼊从动钟变慢开始,仿佛动钟必须变慢。
显然我直接否认只能发⽣顶⽜,还是选择耐⼼的倾听。
“你看我钟慢,我看你钟慢,你看我收缩,我看你收缩,但是你⾃⼰⼜感觉不到你的钟变慢和你在收缩。
”这位年轻⼈还真⼼想理解相对论,⽤⼼良苦,可惜他把功都⽤在为相对论寻找可以相信的理由。
钟慢尺缩的来龙去脉是清楚的,先有洛伦兹的尺缩钟慢,后有爱因斯坦的钟慢尺缩。
相对论者们认为:尺缩钟慢是代表洛伦兹的电⼦论,是基于以太存在为基础的,尺缩钟慢是真实长度收缩和钟在⾛慢,与空间和时间没有关系。
钟慢尺缩代表的是爱因斯坦的相对论,是抛弃以太之后的物理学⾰命,钟慢尺缩是两个参照系间的效应,实际是时间发⽣膨胀和空间发⽣收缩。
其实钟慢尺缩对于尺缩钟慢是既没换汤也没换药,正是如此,爱因斯坦后来将洛伦兹收缩和洛伦兹变换纳⼊相对论中。
既⽣瑜何⽣亮呢?初始洛伦兹提出尺缩钟慢,遭到科学界的巨踩,爱因斯坦搞了⼀个曲线救国,提出钟慢尺缩以回避尺缩钟慢不好的名声,对尺缩钟慢采⽤先批⽽后⽤,风声⼀过,洛伦兹收缩和洛伦兹变换还不是照样冠冕堂皇的登上⼤雅之堂。
⾄于对钟慢尺缩和尺缩钟慢说的那些褒贬的话,也并⾮都出于爱因斯坦之嘴,主要还是那些吹喇叭和抬轿者们所为。
钟慢尺缩匪夷所思,出处存在问题,值得追究。
可是相对论刁钻怪滑,你不但不能⽤实验来证明其对错,在臆想实验之中也难以抓住它的把柄。
在两个⾼速相对运动的参照系,可以在⼀个参照系上测量另外⼀个运动的参照系上物体长度发⽣收缩了吗?显然是做不到的!他还说收缩是⼀种效应,虚不虚、实不实、听得见、摸不着,让你⽆从下⼿。
是狐狸就有尾巴。
尺缩和钟慢是假定其⼀⽽推出其⼆,由尺缩可以得到钟慢,反之亦然,所以它们应该是共辱共荣的。
所以,没有钟慢则没有尺缩,没有尺缩也没有钟慢,能证明其中⼀个是错误的,则另外⼀个肯定是错的。
孟庆勇:原子钟频率变化的原因探究周吉善老师对相对论动钟“变慢”还是“变快”的理论分析很深入,有很强的说服力。
鉴于相对论的悖论太多,目前最重要的工作是做好实验,然后从实验的结果中找到真正的原因。
周老师提出了一个需要三台铯束喷射速度不同的原子钟进行输出频率相互比较的实验方案,这是一个验证频移效应的非常好的实验方案,而且也可以从这个实验中找到速度或者温度、压力与频移的关系式,以便建立更好的频移效应数学模型,这个实验可以为我们弄清楚原子钟的频移效应机制提供理论分析的根据。
下面将重点就原子钟的频移问题进行探讨。
注意本文中提出了多种频移的概念:引力场引力频移、引力场阻力频移(包括引力场的横向阻力频移和纵向阻力频移),引力场传递频移,一般所说的多普勒频移,温度频移,压力频移,和爱因斯坦相对论的横向多普勒频移。
我们先不管相对论计算相对论横向多普勒频移的公式如何,首要的问题是要弄清楚事实上已经发生的习惯称之为“相对论横向多普勒频移效应”的产生机制。
广义相对论频移的物理机制,爱因斯坦做出的解释是:“一个原子吸收或发出的光的频率与该原子所处在的引力场的势有关”;而霍金的解释是“当光从地球引力场往上走,它失去能量,因而其频率下降”。
这也是学界普遍使用的解释。
太空中卫星上的原子钟与地面上的原子钟相比其振动频率的快慢不外乎有三种情况:变快,变慢,不变。
那么究竟是哪一种情况呢?原因又是什么呢?这是需要弄清楚的问题,而至关重要的是要弄清楚原子钟读数变化的根本原因。
按照狭义相对论的钟慢效应解释,运动的时钟要变慢,就是说时钟的快慢与相对于观察者的横向运动速度有关,时钟相对于观察者的横向运动将产生横向多普勒频移效应,于是时钟将会变慢。
那么,假如时钟相对论于观察者有横向运动而时钟不在引力场中就一定能够产生钟慢效应吗?并非如此。
通过理论分析可以认识到,时钟的运动速度并不是产生钟慢效应的实质,时钟的快慢与时钟相对于观察者的横向运动速度没有直接的必然的联系,钟慢效应的实质是时钟与引力场之间的相互作用。
物理学上最著名的十个实验物理学上最著名的十个实验1、惯性原理自从亚里士多德时代以来,人们一直以为力是运动的原因,没有力的作用物体的运动都会静止。
直到伽利略提出了下面这一个家喻户晓的思想实验,人们才知道了惯性原理——一个不受任何外力(或者合外力为0)的物体将保持静止或匀速直线运动:设想一个一个竖直放置的V字形光滑导轨,一个小球可以在上面无摩擦的滚动。
让小球从左端往下滚动,小球将滚到右边的同样高度。
如果降低右侧导轨的斜率,小球仍然将滚动到同样高度,此时小球在水平方向上将滚得更远。
斜率越小,则小球为了滚到相同高度就必须滚得越远。
此时再设想右侧导轨斜率不断降低以至于降为水平,则根据前面的经验,如果无摩擦力阻碍,小球将会一直滚动下去,保持匀速直线运动。
在任何实际的实验当中,因为摩擦力总是无法忽略,所以任何真实的实验都无法严格地证明惯性原理,这也正是古人没有得出惯性原理的原因。
然而思想实验就可以做到,仅仅通过日常经验的延伸就可以让任何一个理性的人相信惯性原理的正确性,这一最简单的思想实验足以体现出思想实验的锋芒!2、两个小球同时落地仍是受亚里士多德的影响,伽利略之前的人们以为越重的物体下落越快,而越轻的物体下落越慢。
伽利略在比萨斜塔上的著名实验人尽皆知,可是很多人不知道的是,其实在这之前伽利略已经通过一个思想实验证明了两个小球必须同时落地:如果亚里士多德的论断是对的话,那么不妨设想把一个重球和一个轻球绑在一起下落。
由于重的落得快而轻的落得慢,轻球会拖拽住重球给它一个阻力让它减速,因此俩球的下落速度应该会介于重球和轻球下落速度之间。
然而,如果把两个球看成一个整体,则总重量大于重球,它应当下落得比重球单独下落时更快的。
于是这两个推论之间自相矛盾,亚里士多德的论断错误,两个小球必须同时落地。
有了上述思想实验,实际上两个小球同时落地就已经不仅是一个物理上成立的定律了,而是在逻辑上就必须如此。
在这个例子中,思想实验起到了真实实验无法达到的作用:即便在我们高中所学的牛顿引力理论不适用的情形,两个小球同时落地依然是成立的!后面我会讲到广义相对论中的等效原理,这个思想实验在逻辑上的必然成立是爱因斯坦总结出等效原理的关键因素。