狭义相对论入门

此条目介绍的是主题的导论，行文力图简单、通俗易懂，避免深奥术语。关于该主题的详细描述，请见“狭义相对论”。

狭义相对论是物理学中讨论时间与空间的一门学科。它由阿尔伯特·爱因斯坦在洛伦兹等人的工作基础上，于1905年提出^[1]。它的提出基于两个假设：相对性原理与光速不变原理。^[2]

假设

主条目：相对性原理和光速不变原理

相对性原理指所有物理学定律在惯性系中都有相同的表达形式。

光速不变原理指在所有惯性系中，真空中的光速c具有相同的值，不论观察者或光源的速度。电磁学的麦克斯韦方程组可以证明这个假设。此假设亦符合第一个假设。如果光速不是常数，便违反了相对性原理。

结果

• 速度的上限是c
• 时间膨胀: ${\displaystyle \ t={\frac {t_{0}}{\sqrt {1-({\frac {v}{c}})^{2}}}}}$
• 质能等价: ${\displaystyle E^{2}=m^{2}c^{4}+p^{2}c^{2}}$, ${\displaystyle p}$为动量。若物体静止，则有 ${\displaystyle E=mc^{2}}$

应用

• GPS
• 粒子加速器