当前位置:首页 » 理学法学 » 伽利略变换和洛伦兹变换在物理学上的区别
扩展阅读
中国网络原创新人乐团 2021-03-31 20:26:56
党政视频素材 2021-03-31 20:25:44
厦门大学统计学硕士 2021-03-31 20:25:36

伽利略变换和洛伦兹变换在物理学上的区别

发布时间: 2021-03-19 23:15:27

⑴ 为什么不同惯性系中物理定律在洛仑兹变换下保持不变 而伽利略变换却不行

本来牛顿力学在伽利略变换下好好的是保持不变的。
麦克斯韦建立了电磁理论之后,发现其电磁理论在伽利略变换下不能保持不变。
于是爱因斯坦用一个新的时空观念——相对论来代替旧的绝对时空观,洛伦兹变换代替了伽利略变换。于是麦克斯韦的电磁理论在新的洛伦兹变换下保持不变了。
但是牛顿力学在新的洛伦兹变换下悲剧了,所以爱因斯坦又修改了牛顿力学。

相对性原理是物理学认定的事情,如果有理论不能符合,那么就说明理论有问题,要么修改这个理论,要么修改时空观,反正相对性原理必须成立。

⑵ 伽利略变换与洛伦兹变换的区别

呵呵,我刚看完不久~
伽利略变换是一种绝对时空观的数学表述,意思就是说把一个的坐标or运动在不同的坐标系里的变换,不变量是加速度。但这种变换的前提是牛顿经典力学的时空观,就是说时间和长度对于所有参考系都是相同的,没有小爱同学说的那些“钟慢效应”什么的~
洛伦兹变换麻烦点,是狭义相对论中关于不同惯性系之间物理事件时空坐标变换的基本关系式。狭义相对论的运动学结论和时空性质,像是什么同时性的相对性呀、长度收缩呀、时间延缓呀、速度变换公式、相对论多普勒效应等都可以从洛伦兹变换中直接得出~
求采纳

⑶ 伽利略变换与洛伦兹变换的区别

呵呵,我刚看完不久~ 伽利略变换是一种绝对时空观的数学表述,意思就是说把一个的坐标or运动在不同的坐标系里的变换,不变量是加速度。但这种变换的前提是牛顿经典力学的时空观,就是说时间和长度对于所有参考系都是相同的,没有小爱同学说的那些“钟慢效应”什么的~ 洛伦兹变换麻烦点,是狭义相对论中关于不同惯性系之间物理事件时空坐标变换的基本关系式。狭义相对论的运动学结论和时空性质,像是什么同时性的相对性呀、长度收缩呀、时间延缓呀、速度变换公式、相对论多普勒效应等都可以从洛伦兹变换中直接得出~

求采纳

⑷ 大学物理洛伦兹变换和伽利略变换有什么区别

一切物理现象都发生在时空之中,时空的对称性必然会影响物理现象的特性;因此在研究物理理论时,往往要研究时空的对称性。在研究广义相对论和宇宙学时也是这样。Weinberg 在他的著名著作《引力论与宇宙论》一书中用了专门一章,标题为“对称空间”,来讨论时空的对称性。
不同宇宙观下的时空对称性
伽利略时空对称性
对于牛顿力学的背景时空,即伽利略时空,有着下述对称性:
(N1),所有的空间点都是平权的,所有的瞬时也都是平权的;
(N2),所有的空间方向都是平权的;
(N3),所有作相对匀速直线运动的惯性参照系都是平权的。
洛伦兹时空对称性
对于狭义相对论的背景时空,即洛伦兹时空,则有着下述对称性:
(S1),所有的时空点都是平权的;
(S2),所有的时空方向都是平权的。
这里所谓‘平权’是指“物理影响相同,没有谁表现特别”。这里的伽利略时空和洛伦兹时空都是1+3维时空,1维是时间,3维是空间。洛伦兹时空中的时空点是4维时空点,时空方向是4维矢量方向。所有的时空方向都是平权的对称性包含着所有的空间方向都是平权的对称性和所有作相对匀速直线运动的惯性参照系都是平权的对称性。
伽利略时空的对称性对应着伽利略坐标变换,这个变换具有10个参数(其中N1对称性4个,N2对称性3个,N3对称性3个);在此变换下,牛顿力学的规律保持不变。洛伦兹时空的对称性对应着洛伦兹坐标变换,这个变换也具有10个参数(其中SI对称性4个,S2对称性6个);在此变换下,狭义相对论的物理规律保持不变。

⑸ 伽利略变换式可用哪些方面

伽利略变换(Galilean transformation)是牛顿力学中所使用的两个相对做等速直线运动的参考系中的时空变换, 属于一种被动态变换。伽利略变换中,直观上明显成立的公式在物体以接近光速运动时就会瓦解,这是相对论性效应造成的。

伽利略变换建基于人们加减物体速度的直觉,变换的核心是假设时间、空间是绝对的、彼此独立的,其中时间均匀流逝,空间均匀分布且各向同性。

基本信息

  • 中文名称

    伽利略变换

  • 外文名称

    Galilean transformation

  • 力学

    牛顿力学

  • 算法

    公式

  • 属性

    概念

  • 目录

    1平移变换

  • 2三种伽利略变换

  • 3变换的局限

  • 折叠编辑本段平移变换

    伽利略变换是整个经典力学的支柱。该理论认为空间是独立的,与在其中物体的运动无关,运动物体上的光线也发生了弯曲间中的一点,t为一维时间中的一点。时空当中的任何一点可以表达为有序对(x,t)。速度为v的均速运动表达为:

    (X,t)→(X+tv,t),其中v在R内。

    平移表达为:

    (X,t)→(X+a,t+b),其中a在R内,b在R内。

    旋转表达为:

    (X,t)→(GX,t),其中G:R→R为某正交变换。作为一个李群,伽利略变换的维度为10。

    折叠编辑本段变换的局限

    伽利略变换与牛顿的绝对时间、绝对空间的概念有关。这里所谓绝对是指长度的量度与时间的量度均与参考系的运动或参考系的选择无关。现代物理学中,电、磁、光学现象所符合的相对性原理与伽利略变换发生了尖锐的矛盾,因此在狭义相对论中修改了绝对时空的概念,空间和时间遵从洛伦兹变换。这时长度与时间的量度都与参考系的速度有关。不过在运动速度远小于光的速度时,洛伦兹变换近似等于伽利略变换 。

⑹ 什么是伽利略变换 什么是洛伦兹变换

伽利略变换是经典力学中用以在两个只以均速相对移动的参考系之间变换的方法,属于一种被动态变换。伽利略变换明显成立的公式在物体以接近光速运动时、亦或者是电磁过程不会成立,这是相对论效应造成的。

洛伦兹变换(Lorentz transformation)是狭义相对论中两个作相对匀速运动的惯性参考系(S和S′)之间的坐标变换, 是观测者在不同惯性参考系之间对物理量进行测量时所进行的转换关系,在数学上表现为一套方程组。洛伦兹变换因其创立者——荷兰物理学家H·洛伦兹而得名。

(6)伽利略变换和洛伦兹变换在物理学上的区别扩展阅读

伽利略变换建基于人们加减物体速度的直觉。在其核心,伽利略变换假设时间和空间是绝对的。

这项假设在洛伦兹变换中被舍弃,因此就算在相对论性速度下,洛伦兹变换也是成立的;而伽利略变换则是洛伦兹变换的低速近似值。

伽利略变换与牛顿的绝对时间、绝对空间的概念有关。这里所谓绝对是指长度的量度与时间的量度均与参考系的运动或参考系的选择无关。

现代物理学中,电、磁、光学现象所符合的相对性原理与伽利略变换发生了尖锐的矛盾,因此在狭义相对论中修改了绝对时空的概念,空间和时间遵从洛伦兹变换。

⑺ 洛仑兹变换是什么为什么相对论里古典伽利略变换中的 T不再等于T',而为什么要加上一个γ

洛伦兹变换
Lorentztransformation
狭义相对论中关于不同惯性系之间物理事件时空坐标变换的基本关系式。设两个惯性系为S系和S′系,它们相应的笛卡尔坐标轴彼此平行,S′系相对于S系沿x方向运动,速度为v,且当t=t′=0时,S′系与S系的坐标原点重合,则事件在这两个惯性系的时空坐标之间的洛伦兹变换为x′=γ(x-vt),y′=y,z′=z,t′=γ(t-vx/c2),式中γ=(1-v2/c2)-1/2;c为真空中的光速。不同惯性系中的物理定律必须在洛伦兹变换下保持形式不变。
在相对论以前,H.A.洛伦兹从存在绝对静止以太的观念出发,考虑物体运动发生收缩的物质过程得出洛伦兹变换。在洛伦兹理论中,变换所引入的量仅仅看作是数学上的辅助手段,并不包含相对论的时空观。爱因斯坦与洛伦兹不同,以观察到的事实为依据,立足于两条基本原理:相对性原理和光速不变原理,着眼于修改运动、时间、空间等基本概念,重新导出洛伦兹变换,并赋予洛伦兹变换崭新的物理内容。在狭义相对论中,洛伦兹变换是最基本的关系式,狭义相对论的运动学结论和时空性质,如同时性的相对性、长度收缩、时间延缓、速度变换公式、相对论多普勒效应等都可以从洛伦兹变换中直接得出。

⑻ 简述伽利略变换和洛伦兹变换,它们之间的关系以及各自在经典力学和相对论力学中的地位

伽利略变换是伽利略相对性原理的体现,用在经典力学,是经典力学的参考系变换公式,牛顿方程在该变换下保持不变。
洛伦兹变换用在描述高速运动的系统上,是由光速不变原理和相对性原理推导出来的,是相对论是重要结论之一。现如今所有的基本物理学方程都必须要求在洛伦兹变换下保持形式不变。是现代物理学最重要的组成部分之一。牛顿力学的方程在该变换下不能保持不变,所以必须修正。

⑼ 为什么在电磁学中只能用洛伦兹变换而不能用伽利略变换

倒也不是说不能用伽利略变换,而是电磁学的“伽利略变换”,实际上就是什么都不变。
所以我们在研究“变”的时候用的都是洛伦兹变换。