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1、* 5-6 廣 義 相 對 論 簡 介 狹 義 相 對 論 認(rèn) 為 ： 在 所 有 慣 性 坐 標(biāo) 系 中 ， 物 理學(xué) 定 律 都 具 有 相 同 的 表 達 式 。 在 非 慣 性 系 中 ， 物 理規(guī) 律 又 將 如 何 呢 ？ 愛 因 斯 坦 從 非 慣 性 系 入 手 ， 研 究 與 認(rèn) 識 了 等 效原 理 ， 進 而 建 立 了 研 究 引 力 本 質(zhì) 和 時 空 理 論 的 廣 義相 對 論 。廣 義 相 對 論 的 等 效 原 理 一 觀 測 者 在 火 箭 艙 里 做 自 由 落 體 實 驗 。 在 (b)中 火 箭 靜 止 在 地 面 慣 性 系 上 ， 他 將 看 到質(zhì)

2、 點 因 引 力 作 用 而 自 由 下 落 ； 廣 義 相 對 論 力 學(xué) 的 等 效 原 理 在 (a)中 火 箭 不 受 引 力 作 用 而 孤 立 ， 質(zhì) 點 靜 止 ，但 當(dāng) 火 箭 突 然 獲 得 一 定 的 向 上 的 加 速 度 （ 非 慣 性系 ） ， 觀 測 者 將 觀 測 到 和 （ b） 中 完 全 相 同 的 自 由落 體 運 動 。 如 果 不 知 艙 外 情 況 ， 此 該 觀 測 者 無 法 判 斷 自 己究 竟 是 在 自 由 空 間 相 對 于 恒 星 做 加 速 運 動 呢 還 是 靜止 在 引 力 場 中 ！ 因 為 慣 性 質(zhì) 量 相 等 。 等 效

3、原 理 ： 在 處 于 均 勻 的 恒 定 引 力 場 影 響 下 的慣 性 系 中 ， 所 發(fā) 生 的 一 切 物 理 現(xiàn) 象 ， 可 以 和 一 個 不受 引 力 影 響 ， 但 以 恒 定 加 速 度 運 動 的 非 慣 性 系 內(nèi) 的物 理 現(xiàn) 象 完 全 相 同 。 廣 義 相 對 論 的 等 效 原 理 愛 因 斯 坦 據(jù) 此 把 相 對 性 原 理 推 廣 到 非 慣 性 系 得 到廣 義 相 對 論 相 對 性 原 理 ： 物 理 定 律 在 非 慣 性 系 中 ， 可 以 和 局 部 慣 性 系 中 完全 相 同 ， 但 在 局 部 慣 性 系 中 要 有 引 力 存 在 ，

4、 或 者 說 ，所 有 非 慣 性 系 和 所 有 引 力 場 存 在 的 慣 性 系 對 于 描 述 物理 現(xiàn) 象 都 是 等 價 的 。 在 非 均 勻 引 力 場 中 ， 其 中 一 點 所 在 的 局 部 可 看 作慣 性 系 ， 叫 局 部 慣 性 系 。 許 多 局 部 慣 性 系 間 有 相 對 速度 ， 可 應(yīng) 用 狹 義 相 對 論 結(jié) 果 。廣 義 相 對 論 力 學(xué) 的 等 效 原 理 相 對 論 動 力 學(xué) 基 礎(chǔ) 廣 義 相 對 論 考 慮 了 引 力 場 的 作 用 ， 因 而 認(rèn) 識 物質(zhì) 、 時 間 、 空 間 的 關(guān) 系 比 經(jīng) 典 物 理 更 為 復(fù) 雜 。

5、 廣 義相 對 論 證 明 ： 引 力 場 越 強 的 地 方 ， 時 鐘 走 的 越 慢 。從 此 預(yù) 測 了 光 譜 線 的 紅 移 ； 光 線 經(jīng) 過 質(zhì) 量 較 大 的 物 體 ， 受 其 引 力 場 影 響 ，應(yīng) 向 該 物 體 方 向 偏 轉(zhuǎn) 。 光 線 經(jīng) 過 太 陽 附 近 ， 偏 轉(zhuǎn) 1.75 太 陽地 球 地 球1.75 水 星 在 近 日 點 的 進 動 。 水 星 的 軌 道 不 是 嚴(yán) 格 閉 合 的 。 從 牛 頓 力 學(xué) 可 得 到 解 釋 但 計 算 值 比 觀 測 值 每世 紀(jì) 5600.73 的 進 動 少 43.11 。 從 廣 義 相 對 論 出 發(fā) ，

6、 考 慮 時 空 彎 曲 ， 就 能 得到 43. 03 的 附 加 值 。 相 對 論 是 關(guān) 于 時 間 、 空 間 和 引 力 的 現(xiàn) 代 物 理理 論 ， 在 整 個 物 理 學(xué) 史 上 具 有 深 遠 意 義 。相 對 論 動 力 學(xué) 基 礎(chǔ) 水 星 在 近 日 點 的 進 動 。 水 星 的 軌 道 不 是 嚴(yán) 格 閉 合 的 。 從 牛 頓 力 學(xué) 可 得 到 解 釋 但 計 算 值 比 觀 測 值 每世 紀(jì) 5600.73 的 進 動 少 43.11 。 從 廣 義 相 對 論 出 發(fā) ， 考 慮 時 空 彎 曲 ， 就 能 得到 43. 03 的 附 加 值 。 相 對 論 是 關(guān) 于 時 間 、 空 間 和 引 力 的 現(xiàn) 代 物 理理 論 ， 在 整 個 物 理 學(xué) 史 上 具 有 深 遠 意 義 。相 對 論 動 力 學(xué) 基 礎(chǔ)