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牛顿以太(真空)与狭义相对论(二)
[楼主] 作者:金凯歌  发表时间:2014/07/26 07:35
点击:94次

自从麦克斯韦揭示了光是电磁波、且光速仅仅依赖于真空(以太)的电磁性质以后,人们自然而然地把光与声作类比。
众所周知,声音的传播依赖所经过的媒质,其播速度与媒质的性质相关,物理实体在媒质中运动会受到阻力而速度减小,声传播却不会因媒质阻力变化,但强度可能减弱。这是连初中生都都知道的常识。
作为类比,人们自然认为,如果没有以太作为媒质,光也无法传播,物理实体在以太中运动永远不会超过光速,并且由于"以太风",实体的速度会受到影响。
同样,光在以太中传播速度也不变,但光强可能减弱。。以太的性质决定了电磁波的传播速度,如同空气的性质决定了声音的速度一样。
由于以太的存在,伽利略相对性原理及伽利略变换受到了严重的挑战:惯性系不再是等价的,静止在以太中的参照系是所有参照系中的绝对的、基准的,其他的参照系都受到"以太风"。
牛顿定律只有在绝对参照系中才成立。举个例子,在伽利略变换中,力是一个不变量,但是,在某一惯性参照系中的物体受力情况,在绝对参照系中观察,物体受力附加了一"以太"力。所以,伽利略变换也应该修改,应加入恰当的"以太因子"。
在以太中静止的的物体,当以一定的速度V运动时,就会受到以太风的作用,使其在运动方向上的长度被压缩,洛伦兹根据相关试验计算出了压缩因子。
同理,运动物体上的时钟也受到以太的作用,使得时间的测量与静止在以太中的时间测量结果出现偏差。
以太的作用显然和以太的电磁性质:介电常数、磁导率和物体的速度有关,所以,结合当时已有的试验结果,洛伦兹在考虑了以太的作用后,把收缩因子合理地加入到伽利略变换中去。最终得出考虑了以太影响的、扩展了的伽利略变换,这是洛伦兹的成功,因此称作洛伦兹变换。
可以看出,洛伦兹变换完全是洛伦兹采取牛顿力学的思想观点方法,结合对以太的研究,利用实验结果推导出来的,是牛顿力学在电磁领域的发展,属于牛顿力学的重要组成部分。
相对论并没有否认以太的存在,与洛伦兹工作不同的是,相对论否定了"以太风"。
相对论坚持伽利略的相对性原理是正确的,并且认为,这种相对性不仅对力学规律成立,对电磁规律同样有效。因而发展成普适的、更加普遍性意义的相对性原理。
由于否定了以太风,所有惯性系的等价性就得到了保障,光速不变性也自然而然地在所有惯性系中都是成立的。
所以,一些反相观点,把矛头对准洛伦兹变换是一种误判,也是对洛伦兹本人工作的否定。从前面已经可以看出其实,反相很容易,只要找到以太风存在的证据,相对论不攻自破。
相对论的轰动不在于洛伦兹变换的推出,而是提出了更加新颖的时空观念,认为时间不是独立于空间而存在,时间、空间都只是四维时空中的一个分量,他们之间可以转化。与此类似的还有能量和动量,电和磁,都不是独立的。
电和磁的非独立性以及电和磁的互相转化,并不是相对论首先提出来的,而是麦克斯韦电磁理论的必然结果,从这个意义上来讲,麦克斯韦电磁理论为相对论的诞生提供了土壤和温床。
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 15 楼: 各各01> 关注 只看该作者> 发短消息> 加为好友>
反相的网友,只要能够提出"以太风"的测量方法和具体的测量数据。则相对论就会彻底推翻。
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 [2楼]  作者:叶建敏温州  发表时间: 2014/07/26 13:41 

这是一个很好的物理发展历史的科普,

但还是有很多错误的地方,譬如 对 绝对时空 相对性假设 闵时空 爱因斯坦变换 之间的关系认识还不足,
[楼主]  [3楼]  作者:金凯歌  发表时间: 2014/07/26 14:43 

谢谢!
[楼主]  [4楼]  作者:金凯歌  发表时间: 2014/07/26 14:43 

谢谢!
[楼主]  [5楼]  作者:金凯歌  发表时间: 2014/07/26 14:43 

谢谢!

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