初高中物理对比:修订间差异

添加1,801字节 、​ 2021年11月14日 (星期日)
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在一个参考系相对于另一个参考系匀速运动时,它会发生收缩,即洛伦兹变换,那么对应着闵氏时空,这个参考系的坐标系也会相应的收缩,就像图中所示的坐标系<math>x'Oct'</math>。
 
我们把一个物体上发生物理过程用一条曲线或直线来表示,这条线被称作这个物体的世界线。
最值得一提的是,在闵氏时空中,规定:两点之间直线最长,因为闵氏时空的距离公式为<math>d = \sqrt{\left|\left(t_1-t_2\right)^2 - \left(x_1-x_2\right)^2\right|}</math>。
 
最值得一提的是,在闵氏时空中,规定:两点之间直线最长,因为闵氏时空的距离公式为<math>d = \sqrt{\left|\left(t_1-t_2\right)^2 - \left(x_1-x_2\right)^2\right|}</math>,一般情况下,我们把一个事件的开始点设在原点处,所以距离公式一般简写作<math>d = \sqrt{\left|t^2-x^2\right|}</math>
 
所以不难发现,等长线段必须要通过双曲线才能在图上直观比较出距离的大小。
 
物理上把这四支双曲线称之为闵氏时空的校准曲线。
 
因为闵氏时空下的距离公式中根号下带绝对值,所以不难推得,当<math>d = \sqrt{t^2-x^2}</math>时,这个物理过程更靠近时间轴,所以对于这种情况,称之为类时的;而当<math>d = \sqrt{x^2-t^2}</math>时,称这个物理过程为类空的。
 
值得注意的是,类时时空由于比光的世界线更靠近时间轴,所以在原点一个物体可以用一段连续曲线所表示的物理过程来到达位于类时时空中的点(可以称之为一个事件),即速度小于光速;反之,类空时空中的速度由于超越了光速,所以这个物体是没有办法自己到达这个点的,不过随着时间的推移,类空时空会因为空间轴在时间上平移而变为类时时空,但这个物体所观测到这个事件时,这个事件已经发生过一段时间了。
 
光的世界线就是类时和类空的临界,因为类时时空很像沙漏,所以类时时空就是大名鼎鼎的“时光锥”,在锥内的事件是人们可控的,锥外的则不是。
 
显然,发明这个时空坐标系是有很大用处的,我们看图:根据校准曲线,我们可以看到<math>OA</math>比<math>OB</math>更长,而同作为描述时间长度的线段,我们便可以知道,运动的参考系比静止的参考系时间走得更慢一些,这就是钟慢效应的几何解释。同理,我们可以看到尺缩效应在这张图上被完美诠释了。
 
=== 量子力学 ===
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