狭义相对论发展.docVIP

　　　　　　?????狭义相对论的发展 :在约定”了光速在任何相对匀速运动的坐标系里恒为C，可以推得它们的度量及坐标读数变换是洛仑兹变换。用严格的步骤推导物质波的形成是光量子系统洛仑兹变换的结果。……。 　 ?? （一）用度量的观来解释四维空间的变换。 用度量变换观点来解释狭义相对论的建立的要点如下： 1 ，每一个运动着的三维坐标系都有各自独立的一个三维空间度量和一维时间度量，构成四维度量。在同一个坐标系里，四维度量是不变的，这是因为在同一个坐标系里，能量的读数是连续不变的。在相对运动着的不同坐标系里，各自的四维度量应该是不同的，这也是因为在相对运动着的不同坐标系里，能量的读数是不同的缘故。然而，坐标系主要表现为数学的概念，而能量是客观存在的。为了保证坐标系之间能量特征（包括动能和势能的差值，等等）的连续性，一致性，坐标系之间的度量必须建立相应的变换关系。 2 ，速度的读数和坐标系四维度量有关。同一个运动质点，在不同的坐标系里因为坐标系四维度量的不同，速度的读数是不同的。定义了度量就确定了速度的读数。反而言之，确定了某个速度的读数也可以定义度量。在相对运动的各个坐标系之间，为了保证能量特征的连续性，一致性，还可以利用约定某种速度在各个运动着的坐标系里始终为恒量，借此来定义各个坐标系的度量，从而建立起相对运动坐标系之间度量变换的关系。物理学的历史传统正是这么传做的。按照传统的约定，在任何相对运动着的坐标系里，光速恒为C_。然而这仅仅是一种约定。依照此约定来定义相对运动着的坐标系的度量，找出它们的变换关系，可以验证这种变换关系即洛仑兹变换。这也就是说为什么四维时空的变换关系是洛仑兹变换呢？正是由于约定了光速恒为C。 3_.而狭义相对论研究的是物质分布均匀的平度空间. 4_，度量的变换和线度读数变换互为逆变换。依此四点就可以假设在任一瞬时，在两个相对运动的局部坐标系里,可以假设如图 ?, ?,?? ?? dz=dz由于光速　 C得到? 比较系数得到： , ,? 对于局部坐标系的原点有 得到： , ,? 这样得到的结果是在 相对运动的局部坐标系局部邻域范围内，在任一个瞬时，它们之间的度量变换关系是洛仑兹变换。这推导过程是和狭义相对论中的推导过程完全一致的。不同的是假设的依据的前提不同，使得原来的四维读数换成了四维微分分量，并且建成立在“瞬时”。V可以写成 问题在于现在用洛仑兹变换建立起来的度量变换关系是不是反映了能量的守恒性和连续性呢？回答是否的。洛仑兹变换从，实际上还须修改为_增加一个变分量，使洛仑兹变换仍写作传统的形式，保证了在相对运动的坐标系里，光速始终为C。然而由于0的振动位移。由于观察到了不同的振动位移, 由于洛仑兹变换得到： 　 得到： 这是相对作匀速运动坐标系里经过洛仑兹变换得到的同一种质点的能量读数之间的变换关 系。其，分别为此质点在O系和O*系里的速度读数。， 上式即为 此时两个坐标系的能量读数变换关系是： 　　 从O*系观察此质点（光量子）的动能 O系观察此质点（光量子）的动能 O系观察O*系中静止质点的动能 O*变换到O系后的读数 　 从O系观察此质点动能的读数又应该等于从O*系观察到O*系里静止质点的动能变换到O系的能量读数之和，即O系观察此质点（光量子）的动能读数是唯一的，。但实际上运算得到只有在洛仑兹变换把改变成 ,,，从O系考察此质点（光量子）产生了一个平均位移为0的振动。设振动能量 ，则_，对光量子来说有： ,, 　若从O*系观察此质点（光量子）已经有振动能量*，则从O系观察此质点（光量子）的振动能量 O系考察O*系质点（光量子）的运动状态，应该包括O*系中静止质点的运动状态动和动点（光量子）的运动状态之合效应，O系考察O*系里质点的动能为静止质点的动能和动点（光量子）动能变换值之和，能量守恒即动能守恒。以上讨论是假设O系和O*系的坐标轴相互平行，Z轴方向，当 　，其中是与O系三个轴的夹角，（）与O*系的三个轴 在以上的讨论中都假设O系为定系，O*系为动系。而按照本文上面阐明的观点，O*系可以看作局部坐标系。O*系可以认为是光量子分布曲面上任一点周围小区域里的瞬时局部坐标系。是标量，可迭加量。在本文下半部分将引入虚空间的概念。引入虚空间后，在粒子的光量子系统中，可以看作有一个统一的，并且和可以看作始终同方向。这样就可以把上面得到的对于一个质点（光量子）振动能量的计算公式，通过迭加而推广到整个光量子系统，得到关于自由粒子的振动能量计算公式： 这里m为粒子质量。 则 和传统的薛定锷方程符合. 若　 则　　 若 则　 和传统的K_-_G _方程符合。 ，得到的自由粒子的振动能量，正是传统所说的物质波的振动能量。物质波正是光量子系统经过洛仑兹变换的结果。由于有了上述的这些计算公式，使得传统的量子力学的算