廣義相對性原理獨特視角

論文類別:理學論文 > 物理學論文
論文作者: 吳興廣
上傳時間:2009/12/2 16:15:00

  我們知道(在慣性系中,慣性定律之所以成立是因為靜止系與勻速直线運動系是不受力的,在參照系中的物體不受力處於惯性狀態。)在非慣性系中物體受到一個慣性力,慣性系與非慣性系是不同的。在慣性系(慣性系包括靜止系與勻速直線運動系)中,勻速直線運動系裏,慣性定律為什麽成立呢?伽利略大船中水滴為什麽滴進下面的罐中,不滴在罐子的左邊?在非慣性系中,物體為什麽受到慣性力呢?原來,在非慣性系中,描述的是參照系由靜止或勻速直線運動變為加速(或減速)運動過程中的現象;慣性系中描述的是參照系勻速直線运動中的現象對於一切參照系,物理规律都相同。我們是如何理解的呢?通常我們是通過等效原理來理解的,一個不受引力作用的加速系統跟一個受引力作用的慣性系統等效。為什麽一個不受引力作用的加速系統跟一個受引力作用的惯性系統等效呢?參照系與引力有特殊的關系嗎?在等效原理中,我們还能得出什麽?
  飞船裏的人又感到有了“重量’’與引力場中人受到引力一樣嗎?
  假如這里脫離了任何天體的引力,飛船在靠慣性飛行。那麽飞船裏的人和一切物体都處於‘失重’狀態,可以飄在空中,從手裏松開的任何东西也不會往下落。如果飛船又開動了火箭,以一定的加速度 向前飛行,那麽飛船裏的人又感到有了‘重量’,原來在空中漂浮的东西又紛紛加速下落。如果飛船的加速度等於g=9.8米/秒2 ,那麽這些現象就跟飛船停在地面時發生的一樣。假定飛船裏的乘客完cuan聽不到飛船的火箭工作的聲音,他又看不到飞船外的任何物體,他就无法區分飛船是靜止在地面或是在沒有任何引力的空間做加速飛行。
  以上說的現象,其實也是物體受力在做加速运動的現象與物體處于靜止或勻速直線運动狀態受到慣性力的现象(或者說參照系受到力看到不受力的物體做加速運動的现象)。
  兩種現象是等效的。我們無法確定物體是受力在做加速運動或受到慣性力加速運動(或者說參照系受到力看到物體做加速運動).我們無法用物體的加速運動(實驗)現象確定參照系的運動狀態。(因為这種現象在加速系中與在靜止或勻速直線運動系中是一樣的。在静止或勻速直線運動系中是物體受到力;在加速系中是物體受到慣性力) 我認為其他實驗是一樣的。
  我們不能用實驗證明一個物體是做加速運動或是物體靜止或匀速直線運動。我們無法確定一个物體是在做變速運動或是在做勻速直線運動或靜止。(廣義相對性原理)
  我們無法區分物體是在慣性系中受到了力,還是在非惯性系中受到慣性力,因為加速現象在非慣性系中與慣性系中是一樣的。就是說我們無法區分物體是在慣性系中或非慣性系中。在參照系裏,物體不受外力時,物體具有保持原來靜止或勻速直線運動狀態的性質。例如:
  根據等效原理,引力場可以用非慣性來消除,例如在引力場中自由降落的參考系中就消除了引力,在這個自由落體系中,慣性定律很好地成立,一個不受外力作用的物體將保持其原有運動狀態,這一參考系實在是很好的慣性系。
  如果認為地球上的自由落體系可以推廣到太陽上,地球可以劃分為太陽的自由落體系裏嗎,在地球上受到太阳引力的物體,在地球看來慣性定律成立的很好。地球就是很好的慣性系。(就算地球本來是一个非慣性系---變速運動。)自由落體運動與平拋運動。
  我们不能用自由下落的現象證明地球是在靜止或是在匀速直線運動;我們不能用自由下落的現象證明地球是慣性系或是非慣性系。(即我們不能用自由落體現象证明地球 是在靜止或勻速直線運動,或是變速運動。)
  地球自西向东轉,為什麽我們向上跳起來以後,還落在原地,而不落在原地的西邊呢?我們解釋為因為慣性。現在是不是好理解了?
  關于慣性質量與引力質量的問題,我談谈個人的看法。
  物體表現惯性時的質量是否為慣性質量?我認為物體表現慣性時的質量為慣性質量。慣性是物體的固有性質,不論物體處于什麽狀態,都具有慣性。所以物體的慣性質量常在。物體的質量無時無刻不是慣性質量。(非慣性系中存在慣性質量,慣性力中用的就是慣性質量)
  物體吸引另一物體時的質量是引力質量。萬有引力,物體相互吸引時的質量是引力質量。當一個物體時,物體吸引另一物體的性質還存在嗎?物體具有吸引另一物体的性質。物體的引力質量常在。物体的質量無時無刻不是引力質量。
  物體的質量是慣性質量的同時也是引力質量。(在加速系统看來是慣性質量的东西,從慣性系統看來就是引力質量。)就是說物體的質量是慣性质量也是引力質量,是引力質量也是慣性質量。物体的慣性質量就是引力質量,引力質量就是慣性質量。
  慣性是物質的一種屬性,萬有引力也是物質的一種屬性。屬性的存在依賴於物質的存在,因為物質的存在,物體具有慣性和万有引力。質量是物體所含物質的多少。質量是慣性大小的量度,引力的大小與物體的質量的乘積成正比。因為物體的質量大(小)所以慣性大(小),所以運動狀態難以(容易)改變,所以產生的引力大(小)。 免費论文下載中心 http://www.hi138.com
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