搜索
写经验 领红包
 > 电器

等效原理是说什么(等效原理是指)

导语:“等效原理”到底是什么?一文教你读懂

初步学习过相对论的小伙伴们可能都有听说过”等效原理“这一名词,但倘若没有深入研究,仍然不能知道等效原理究竟是什么,那么小编就通过这篇文章,跟大家谈一谈这一概念。

等效原理(来源网络)

什么是等效原理

等效原理是引力的最基本的物理性质。在任何一个时空点上都可以选取适当的参考系,使一切物质的运动方程中不再含有引力项,即引力可以局部地消除。如果认为这种消除了引力的参考系是惯性系,那么,等效原理告诉我们,在任何一个时空点,一定存在局部惯性系。伽利略最早注意到,不同物体沿斜面的下滑运动是一样的,即引力加速度与物体的组成无关。也就是说,引力可以等效成加速度。如图

等效原理(来源网络)

了解相对论的小伙伴都知道,狭义相对论有两大基本原理,即光速不变原理和洛伦兹变换不变性。而等效原理则是广义相对论的一大基本原理,也是广义相对论的核心。

惯性质量和引力质量

了解等效原理,就必须先弄清楚惯性质量和引力质量这两个概念。

所有的物体都具有质量,牛顿第二定律告诉我们,质量与加速度成反比,加速度与所施加的力成正比。当我们考虑一个物体的加速度是由施加在它身上的力所引起的时候,我们考虑的是物体的“惯性质量”。

任意两个具有质量的物体会通过引力相互吸引。因此,你手中握住的物体会受地球吸引,而将它向下吸引的力的大小取决于物体本身的质量。在这种情况下,我们考虑的是它的“引力质量”。

等效原理的进一步解释

学过高中物理的同学都应该知道,从地球表面一定高度下落的物体,如果不受空气阻力的作用,则会以重力加速度加速下落,也正是因为地心引力以同等的强度为任何物体加速,这与物体的惯性质量(物体总是反对其惯性状态的改变的反抗强度)或引力质量(一切物体都具有的一种内在属性)、体积、化学性质都无关。这意味着,不仅根本不存在”引力中性“物体,而且所有物体都存在完全一样的”引力荷“。这只有在引力质量与惯性质量严格相等时才可能。

等效原理还可以分为“强等效”和“弱等效”。在爱因斯坦看来,引力质量与惯性质量的等效性只是另一个更强的等效原理的弱形式,而”强等效原理“则是把均匀引力场和加速度统一起来。对此,爱因斯坦给出两点解释:

(1)任何加速度都相当于引力。一个坐在加速度等于重力加速度的飞船里的人,感觉不出与站在地面上有什么区别。

(2)引力的作用可以通过选择一个适当的加速参考系来消除。一架突然断了缆绳的电梯中的人将觉得失重,与在太空中已经脱离地球的人的感觉一样。

其实,我们可以看到引力与自然界所有其他的力之间的巨大差异。准确的说,引力实际上不是一种作用于时空中不同物体之间的力,而是时空自身的一种性质。

来源网络

关于等效原理,你们的了解更深入了吗?有其他问题或想法的小伙伴,快去评论区讨论吧!

本文内容由小海整理编辑!