初高中物理对比:修订间差异

添加207字节 、​ 2021年11月14日 (星期日)
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第435行:
首先,闵可夫斯基建立了一个平面之间坐标系,横轴是空间轴,又叫<math>x</math>轴,纵轴是时间轴,又叫<math>ct</math>轴,通常只写作<math>t</math>,之所以在时间上乘以一个光速,为的是让以光速运动的物体在坐标轴中的轨迹始终是象限的角平分线(或者说,在狭义相对论中,我们规定光速<math>c = 1</math>,这样可以简化很多问题的计算)。
 
值得注意的是,由于狭义相对论只是对速度的问题作了讨论,因此不考虑加速问题,所以闵氏时空和狭义相对论的时空必须一致,即都是平直的,也都只能研究匀速运动的问题。
 
[[文件:Minkowski spacetime(Basic Concepts).png|缩略图|闵氏时空]]
 
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>。
 
这里运动参考系的坐标系收缩时,时间轴在静止系中的斜率为<math>±\frac{c}{v}</math>,空间轴在静止系中的斜率为<math>±\frac{v}{c}</math>,它们同正同负,具体正负应依照相对运动的方向来定。
 
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。
第451行 ⟶ 第453行:
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。
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