狭义相对论是物理学的重要理论,其核心概念包括时间收缩、长度收缩、洛伦兹变换、光速不变原理等。以下是关键公式和概念的总结:
时间收缩因子:[公式],描述了在不同惯性系中时间的相对变化。
惯性系中的时空坐标变换遵循以下公式:(c为光速)
洛伦兹速度变换表明:
长度收缩表现为固有长度的[公式]。
时间延缓效应通过以下公式描述:
相对论动量与动能表达式分别为:
质能关系是著名的[公式],揭示了质量和能量之间的等价性。
动量与能量的关系可用[公式]来表示。
相对性原理强调空间的均匀性和各向同性,以及时间的均匀性,没有特殊惯性系。光速不变性原理指出光速在所有惯性系中恒定不变。
当惯性系间的相对速度接近光速时,伽利略变换不再适用,洛伦兹变换成为关键。速度合成遵守特定规则,小于光速的两速度合成结果不超过光速。
在不同惯性系中,关于时间与空间的感知存在显著差异。例如,在K'系中同时发生的事件,在K系看来可能不是同时的,反之亦然。
最后,物体在运动与静止观察下的长度和时间测量值不同。例如,K系中细棒的长度 [l] 小于静止K'系中的 [l']。