等價原理

等價原理

等價理論(質能等價理論)是愛因斯坦狹義相對論的最重要的推論,即著名的方程式E=mC^2,式中為E能量,m為質量,C為光速;也就是說,一切物質都潛藏著質量乘於光速平方的能量。

基本介紹

  • 中文名:等價原理
  • 外文名:equivalence principle
  • 公式:E=mC^2
  • 定義:引力的最基本的物理性質
簡述,意義,

簡述

一個靜止的物體,其全部的能量都包含在靜止的質量中。一旦運動,就要產生動能。由於質量和能量等價,運動中所具有的能量應加到質量上,也就是說,運動的物體的質量會增加。當物體的運動速度遠低於光速時,增加的質量微乎其微,如速度達到光速的0.1時,質量只增加0.5%。但隨著速度接近光速,其增加的質量就顯著了。如速度達到光速的0.9時,其質量增加了一倍多。這時,物體繼續加速就需要更多的能量。當速度趨近光速時,質量隨著速度的增加而直線上升,速度無限接近光速時,質量趨向於無限大,需要無限多的能量。因此,任何物體的運動速度不可能達到光速,只有質量為零的粒子才可以以光速運動,如光子。

意義

等價原理是經典物理學建立的初始條件。牛頓根據伽利略變換的等價原理建立了三大力學理論,為科學發展奠定了基礎。伽利略變換的等價原理是“力在任何慣性系中是等價的”。
某一物體的運動狀態在不同的慣性系中是不一樣的,但它的運動狀態的變化所顯示的力在任何慣性系中是一樣的。這就是力在任何慣性系中是等價的。在經典力學裡,等價的還有物體質量、時間、加速度和速度的增量。
愛因斯坦假設光速在任何慣性系中是一樣的,和物體運動在任何慣性系中是等價的,建立了相對論。等價原理也就有了不同的解釋。
等價原理:引力的最基本的物理性質。 等效原理
在任何一個時空點上都可以選取適當的參考系,使一切物質的運動方程中不再含有引力項,即引力可以局部地消除。如果認為這種消除了引力的參考系是慣性系,那么,等價原理告訴我們,在任何一個時空點,一定存在局部慣性系。伽利略最早注意到,不同物體沿斜面的下滑運動是一樣的,即引力加速度與物體的組成無關。 等價原理(equivalence principle)尤其是強等價原理,在廣義相對論引力理論中居於一個極重要的地位,它的重要性首先是被愛因斯坦分別在1911年的《關於引力對光傳播的影響》及1916年的《廣義相對論的基礎》中被提出來。 等價原理共有兩個不同程度的表述:弱等價原理強等價原理。 對此原理,愛因斯坦曾如是說:“我為它的存在感到極為驚奇,並且猜想其中必有一把可以更深入了解慣性和引力的鑰匙。”

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