狹義相對論入門

此條目介紹的是主題的導論，行文力圖簡單、通俗易懂，避免深奧術語。關於該主題的詳細描述，請見「狹義相對論」。

狹義相對論是物理學中討論時間與空間的一門學科。它由阿爾伯特·愛因斯坦在勞侖茲等人的工作基礎上，於1905年提出^[1]。它的提出基於兩個假設：相對性原理與光速不變原理。^[2]

假設

主條目：相對性原理和光速不變原理

相對性原理指所有物理學定律在慣性系中都有相同的表達形式。

光速不變原理指在所有慣性系中，真空中的光速c具有相同的值，不論觀察者或光源的速度。電磁學的馬克士威方程組可以證明這個假設。此假設亦符合第一個假設。如果光速不是常數，便違反了相對性原理。

結果

• 速度的上限是c
• 時間膨脹: ${\displaystyle \ t={\frac {t_{0}}{\sqrt {1-({\frac {v}{c}})^{2}}}}}$
• 質能等價: ${\displaystyle E^{2}=m^{2}c^{4}+p^{2}c^{2}}$, ${\displaystyle p}$為動量。若物體靜止，則有 ${\displaystyle E=mc^{2}}$

應用

• GPS
• 粒子加速器