愛因斯坦與相對論

⑴1675庫侖定律⑵1820電流磁效應（畢－薩定律）⑶1822安培作用力定律（電動力學一詞開始使用）⑷1831電磁感應（法拉第），場的思想⑸1856-1873麥克斯韋方程，預言電磁波的存在⑹1881-1887邁克爾遜－莫雷實驗⑺1888赫茲證實電磁波存在⑻1905愛因斯坦創立狹義相對論電磁場理論的發展歷史簡介

MichaelFaraday

電磁感應定律

法拉第最初公布他的發現時，一位貴夫人問：“這有什么用？”他說：“一個新生的嬰兒又有什么用？”JamesClerkMaxwell1831～1879科學成就：電磁場理論和光的電磁理論奠基人，成功預言了電磁波的存在，1873出版專著《電磁學通論》；他建立了實驗驗證的嚴格理論，并重復卡文迪許的實驗，他還發明了麥克斯韋電橋；運用數學統計的方法導出了分子運動的麥克斯韋速度分布律；創立了定量色度學；負責建立起來的卡文迪許實驗室。48歲去世。法拉第專于實驗探索，麥克斯韋擅長理論概括

愛因斯坦簡介20世紀最杰出的科學家

1879-1955

愛因斯坦1879年生于德國烏爾姆。17歲進蘇黎世工業大學師范系物理學專業，1900年畢業。1902年進伯爾尼瑞士專利局工作。1905年發表五篇劃時代的論文，在物理學三個領域中取得歷史性成就，特別是狹義相對論的建立推動了物理學理論的革命。同年取得蘇黎世工業大學博士學位。1916年創立廣義相對論。一生發表論文200多篇，專著幾十部。1925年因成功解釋光電效應獲得諾貝爾物理學獎。SchoolclassphotographinMunich,1889.Einsteinisinthefrontrow,secondfromright.

改變物理學面貌的五篇論文《分子大小的新測定》,博士學位論文，1905.04.《分子熱運動所要求的靜止液體中懸浮小粒子的運動》,1905.05.《論動體的電動力學》,1905.06.《物體的慣性同它所含的能量有關嗎？》,1905.09.《關于光的產生和轉化的一個試探性觀點》,1905.03.1905年愛因斯坦的學術成就------經典寇時空佛基本鼠概念?非時孤間絕歸對性?例空遺間絕京對性?梅時掃空分地離性力學構相對多性原洞理在一銜切相展對作讓勻速絲式運動毀的慣低性系繼中，籮牛頓那力學扁定律餓具有匯相同予形式發；一切登慣性閑系都噴是等普價的桿，不謙存在航特殊涌的慣男性系畫。不能在一個慣性參照系內做實驗確定該參照系相對另一慣性系的速度。經典腔時空狹觀說團明時留間間埋隔和壞空間道間隔暖與運寬動無較關，漂且二就者之孩間沒亦有聯掏系。

牛頓定律不變性經典義時空段觀的淡數學路表述啦--擠--股伽利隔略變產換

伽利略速度變換式經典甜時空貿的局捏限性他主要佛在于會：1福）認起為光爬速在拿不同隸的慣美性系總中是盆一個損可變遞量且勁與光飽源的耕運動餡速度者有關窄：2次）在砍伽利貴略變曉換下滲麥克機斯韋伏電磁縣場方奇程不肥滿足蔬相對鎖性原陵理。OZXYO'Z'Y'vP(x,y,z)X'擊前瞬間擊后瞬間先出球，后擊球

----先后顛倒舉一災例：刪光速慮與光縮慧源運槽動速診度相直關出咸現的舞矛盾光傳到乙的時間：光傳到乙的時間：伽利龜略變收換下銹麥氏難方程門等可篩變性疤的三勢種看飽法麥克佛斯韋刑方程稅不正鈴確伽利置略變苦換不局適合研高速弱運動電磁捏運動灘不服笛從相嘩對性第原理

伽利略變換

相對性原理

麥克斯韋方程邁克勾耳遜布——有莫控雷實渾驗假定蠅相對封性原和理不舉成立食，麥而克斯礦韋方穩程的蓋形式福僅在柳以太洞中成果立。撥因此補在地劇球上盾可以撓設計扮實驗充來驗養證地間球相茄對“展以太胳”的必速度陸。反盡過來芬可以內通過森實驗翅尋找絨“以榴太”飲靜止線的絕捷對參測考系般。假定棋在“豈以太皺”中攔光速擦各項躬同性芹且恒船等于分C，苗而在糠其它鼻參考冰系伍光肚速各吊項異盡性。地球系以太風假定偽太陽監與以尚太固茫連，廁地球存相對蹤蝶于以慢太的噸速度俊就應開當繞鹽太陽蹦的運暗動速恭度。邁克概耳遜趨——石莫雷銀實驗詢的零鉆結果勿，說奸明了潑“以慨太”仆本身儀不存灰在。該實蘇驗被黎認為涌是狹煙義相菠對論胖的主趁要實捏驗支簡柱之秧一。1881年邁克耳遜第一次實驗，預期1887年邁克耳遜和莫雷改進實驗，預期實驗結果邁克耳遜干涉儀精度可觀測到0.01個條紋的移動。19敏07年邁夸克耳蜂遜因創提制精氧密光日學儀如器獲墊得諾孫貝爾特物理損學獎恒星江光行氏差現勸象：理論計算：對太陽光的實驗觀測：拖曳王理論地球稻不是申絕對撐參照觀系。作但由吸于以既太很還輕，侍地球怨在以信太中正運動用可以袋拖動忠以太議一起鼓運動得。但料這種羽說法服與光猶行差羊現象功矛盾嚴。對實勉驗結衣果的航幾種耀解釋靜止蟲光源孩光速鑰為C，運繼動光禮源光綢速改約變，母且各窗向同年性。何這樣聞在地震球上校用靜晝止光杯源做茶實驗立，條捉紋當響然不淋移動片。麥螞氏方爆程在攤地球章上精會確成著立，亭但在度以太壟中形卡式不擴同。該仍認執為以穿太存獨在，褲這樣際陽光遍在地演球上死不為C。發射階理論地球12收縮晴假定餡（1夫89固2年汽洛侖暫茲—味斐茲桃杰惹礙）假定孫認為憐沿相謀對以遵太運返動方織向上旗物體景長度表收縮芹為在此沖基礎謙上建筒立了紡一套艇慣性件系間雜的變加換關獎系，編可證離明麥魯克斯探韋方沫程在旋此變洪換下窩不變卸。真空借中光軋速相網對任群何慣耍性系貸沿任兼何一腎個方寇向大胖小恒巨為c，且緣瑞與光心源運蔽動速頁度無缸關。一切級物理勺定律獎在所嫌有的虎慣性碰系中毀都具墾有相喜同形挎式；一切菊慣性方系都陵等價圓，不快存在勻特殊時的絕槍對的帆慣性艷系。1、后相對腿性原槳理2、折光速參不變卻原理狹義羅相對粱論的戴基本以原理核心問題機動雀目秘錄奸上頁料下邊頁曠返回扛結撇束3、板時空說間隔才（間友隔）例：晚光速割不變道將導傭致同擾時的謊相對找性觀測到A與B同時收到光信號！觀測到A先收到B后收到光信號！ABCCABCC機動亡目塔錄處上頁惹下買頁石返回罷結子束4、獵洛倫劑茲變龍換坐標室變換僻公式OZXYO'Z'Y'vP(x,y,z)X'速度擴變換千公式關于洛倫裁茲變搏換的丘分析歸與討笨論（1）當

洛倫茲變換簡化為伽利略變換式（2兇）光駝速是咽各種洲物體丙運動勺的一猛個極傳限速毛度虛數純（洛倫飛茲變古換失擦去意頂義）(3)不排除超光速現象0.6c0.8cxy（B）分離速度（A）視速度（1枯）尺配度收味縮效毒應相對紡論理鑄論：固有長度（又稱原長）結論底:運熟動尺畫子長度贈沿運拌動方面向收移縮。5、展相對茄論著賓名效熔應經典理論：（2根）時堵鐘延駕緩效蛋應——衛固有元時（疑原時數）經典力學絕對時間概念只不過是狹義相對論的時間概念在低速情況下的近似，若天愛因與斯坦她延緩攤:降運動覽參考互系中京的時烘間節登奏變訂緩了忽。在婦其中盒，一切猾物理點、化勸學過訴程、裁乃至礎觀測姥者自濾己的待生命垃節奏奴都變促緩。例:子是偽19究36鐵年由征安德梯森（C.期D薪.甚An拍de倘rs芝on）文等人橡在宇拳宙線中發暢現的異。舌它可糾自發傘的衰粒變為皇一個遮電子蝕和兩幫個中住微子弊。機自發蓋衰變的衫平均嚼壽命子。地球叔上層駐大氣簽中時距，會遺形成燒豐富貨的,當諷高能淘宇宙仰射線縮慧質子己進入在離惠地面高空侍產生他的設來睡自太涼空的桃宇宙古線子，諒可否給在衰奏變前裳到達暗地面豆？已知子相恐對于書地球制的運峰動速偉率為在該時間內粒子運動的距離時間延緩法S'動，S靜長度縮短法S'靜，S動粒子壽命內，S系運動距離而S'系測量宇宙線離地面在衰變前，粒子可與地球相遇。孿生父子效豬應（糧孿生槳子佯責謬）泰簡介明明亮亮亮亮亮亮明明究竟墊誰年襪輕甩？1）柄一般碑情況滑，因斤具有新加速歇度，造超出會了狹尿義相滾對論言的理其論范賞圍。相對弄于慣喬性系鼻轉速挎越大勉的鐘渣走得俗越慢晴——賠與孿箏生子跳效應幼一致弟。2）1971年的銫原子鐘實驗。比靜止在地面上的鐘慢59納秒。思考心題2輕：一個飼人扛延一個電固有株長度某為L飛的梯寧子，績以相精對地皂面速挨度v缸沖進家一個世固有材長度抬為L陳的廠毫房。佳當梯侍子末顯端剛泛進廠出房時萌，梯把子的享前端到將處喉在什裝么位房誠置？思考魯題1鮮：兩個稱相距敢L唯的康點光討源，恒正好歌可用放一長廢度為崗L的英擋板裹將它典擋住口。現振使擋剖板以勸速度脈v運皮動。眠試問討擋板拾能否艱同時升擋住株這兩睛個點忠光源揚？AB光波龍的經翻典多搶普勒桿效應（3拖）相析對論坡多普核勒效凳應光源靠近觀察者光源遠離觀察者光源垂直觀察者設光源的固有頻率，運動頻率光源靠近觀察者光源遠離觀察者光源別垂直梅于觀愧察者匆運動胡：這稱勒為橫脆向多態普勒叔效應鬼，已講被實佩驗證厘實，臨是狹炭義相貪對論竹正確商性的咽有力步證據睡之一屬。紅移光波焦的相歉對論壁多普饑勒效殿應[利枯用四我維時屆空方釀法得至到該偵效應何]狹義閣相對妻論的俯其它韻內容建立燒了四昏維時禍空理趕論；理論煌上證都明了瘋恒星蝦光行后差現柏象；證明大了麥卵克斯區韋方惱程在訂洛倫早茲變神換下琴的協念變性尼；通過踏引入改運動服質量鵲，證梯明物韻體E張=m秒c2，在伏低速咬時E盡≈m0c2＋m0v2/2湖，并全指出普能量丘守恒綠、動火量守熊恒定示律在趟相對暈論情樓況仍星適用句；一般見情況芝經典幸力學扛是狹御義相錯對論珠當v啦→0成時的醉極限番；在相鉛對論顛情況邁下的辣三維澆空間菠中，降力學發規律險與經府典形應式上臉完全佳一致圈。狹義豆相對抓論的擾偉大廉意義指出棉了經偽典時乎空存書在的戲缺陷撇，建磁立了床新的但時空邪理論西，揭頃示了皇：時間與符空間把的統龍一，電場什與磁參場的螺統一豬，物質南與能粥量的抹統一判。19攀15暗年以阿后。舅愛因除斯坦屢提出振等效陸原理皂和廣唐義協糧變性圣原理蠶，創欠立廣繁義相排對論戲這一懲革命旋性的淋引力刪理論橫，認戶為引劑力是蒙物質平使時做空彎燭曲的騾表現產。并池預言凝了引坐力波懷的存從在。牛頓必認為違時空晃屬性至與其澇中的慚物質斜無關帳。萬銅有引乎力的土傳遞跌是超柔距的撕，不弦需要睛時間裝。到底污是在才平直振時空宵中物悶質僅倆僅使酬光線創變彎誰，還貧是光反在被蠟物質羽彎曲候了的鑰時空嚷中傳恐播，退天文妄觀測位可以乓裁決守孰是另孰非忌。廣義含相對紗論簡秀介六大胳疑難匠：對稱侵性破附缺、返夸克廚禁閉徒、粒霸子自累旋、輩暗物河質與暗余能量技、類兇星體知和引錄力場辰的量撒子化。一百節年來效的科嫌技發循展：一臺巡壽電腦耍：計稈算機煩信息倦處理嘩與人殲工智纏能；兩大茫支柱明：相對確論和量子朝論三個患模型破：標準乘宇宙槳模型桂、標奶準粒鄭子模晝型和雙橫螺旋查模型品；四項閉工程西：曼哈魚頓工妄程、肉阿波悠羅工旱程、克可隆工對程和人伯類基因組工侄程；五種嚷技術蝴：微電聰子技秋術（嘴半導迅體和昨超導浪技術含）、殼核能完技術疫、激光撕技術簽、納際米技快術和帝航天鋒技術嗓；與愛因首斯坦裳研究就成果俗直接潔相關而獲穗諾貝藍爾獎帽的科碎學家19棚23單元遺電荷禿和光夾電效撲應實青驗研證究R.剝A道.我Mi憲ll登ik確an19統26實驗小證明葛布朗涂運動J.護B.散P岡er跡ri燦n19倆27康普耍頓效葵應A.電H.培C沿om天pt徐on19閃29de顏B葛ro向gl陜ie波Lo余ui邁s鋤de撒B平ro酒gl誼ie19塌51E=獲mc2Si鉗r調J.母D.丈C高oc滴kc家ro腥ft扁&仰E紙.T醋.S造.懇Wa國lt陪on19蝴64受激達輻射C.漆H.上T坡ow躍ne戴s,芹N蜓.G柳.莫Ba照so彩v,暑A心.M膜.減Pr熔oc掠ho戲ro鍬v19才93引力姿波R.看A.傍H救ul絕se處,繳J.幫H.私T遺ay核lo匙r20漢01Bo對se投－E恨in井st袖ei傍n凝箏聚E.冶A.這C塑or縫ne鴨ll殖,臂W.雹K路et竟te繪rl還e,膏C攤.E天.它Wi慘em無an世界料物理也年飄(T竿he稱W貸or滋ld盲Y燒ea袖r昏of添Ph均ys幼ic按s)僵這搖個概冤念，眾緣起鏈歐洲辯物理率協會齡于曉20棄00松年竄1鑄2義月在掙柏林藝召開胖的第港3刃屆同國際夾物理睬科學離會議索。20旗02松年殲1覆0姿月在妹國際綱純粹綁及應幻玉用物遇理聯羞盟密(I辮UP丘AP些)循第2歪4次劑大會巷全體笨一致伶通過州推動鋸2飛00談5息年為膊世界種物理圓年這耀一提攤案。限同時定也獲逗得聯餐合國榆教科麻文組揀織第趕32裂次大援會的廢支持。20勸04不年6受月1刺0日史第5撞8屆畢聯合細國大妖會通誼過了栽20創05拋年為栽“國際撤物理番年”的刷決議限。后構又改脹回世下界物裙理年巧。聯合框國世驚界物肚理年巴黎會議尊：以廚“明退天的乞物理默”為遍主題倒，就乏“2厘1世麗紀物能理與唱社會免經濟扣挑戰謀”、漿“公麻眾對包物理幟與科筑學的池理解弦”進費行了染與公憂眾互尺動的麥公開編討論午，8改名諾羞貝爾方獎獲寄得者涌做了星精彩賞報告紅或發位言。中國脂物理胖學會拒前理團事長餅、國慎家自仁然科非學基功金委盈前主安任陳竊佳洱編先生志應邀擔任受大會川國際作顧問踐委員衛會和舊國際償指導榜委員近會委蓮員，淺并應里邀在魄圓桌思會議閑上代約表中奇國物完理學20剛05密年1勢月1幟3-辭15弄日，碼巴黎UN凡ES古CO會和兔國家煎自然撲科學較基金他委做了題市為“衣物理戒學是匹文化蝴的一瓣部分環的發補言。石家垮莊二哭中的初活動行現場尋找塊第二矛個愛捕因斯蕩坦與雕錢學玻森之撞問愛因鎮斯坦裝對世概界的暈影響奪到底煎如何鎮？英理國廣宿播公骨司曾裝經做威過一會個“轟千年芳思想遵家”斑評選濕，他董們分側別是警：馬保克思擦、愛供因斯許坦、拖牛頓隊和達映爾文飼…腳…。相對含論并仁非沒胃有缺寨陷，揀它與巷現代有物理叢學的股另一捉基石灑量子頭論的向不一肌致至夾今沒例有解前決，含……掏。環這些吉問題屑的解隙決，材可能爛需要在另一哀個偉省大的顏頭腦現。“棵尋找布第二桂個愛愁因斯繳坦與夢超越以愛因音斯坦類”，從正是冷“世假界物荒理年境”的逮最大蜻主題侄。人醫們堅蕩信一鼠定會普有一登顆年寧輕的象、與蔥愛因斃斯坦論同樣呀智慧治的心池等待膏被發賓掘。但是亦，為紅什么朗多年杠來沒川有出待現新悅的“裝愛因逃斯坦件”呢銜？這讓喚我們綢想起弦了錢準學森冠之問鼻:中五國（戴國內膽出生帶國內椅成長黃）為故什么顧沒有怎人獲右得諾拾貝爾財科學烏獎？洽是教和育問殃題?剪還衡是其旗它什陜么問餡題？20土世紀醬的物賣理學手的世禮紀，男什么守原因汪？多數脊學者毀認為諸在于轉那時澤的年啊輕人似敢于舟對權適威說息“不政”。過去直認為貢能量甚是連覽續的鳴，普差朗克熔說“匠不”狼，