洛伦兹变换和質量與重量的比較

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洛伦兹变换和質量與重量的比較之间的区别

洛伦兹变换 vs. 質量與重量的比較

洛伦兹变换是观测者在不同惯性参照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組。洛伦兹变换因其创立者——荷兰物理学家亨德里克·洛伦兹而得名。洛伦兹变换最初用来调和19世纪建立起来的经典电动力学同牛顿力学之间的矛盾，后来成为狭义相对论中的基本方程组。. 由于地球上绝大多数的「质量」都有「重量」，也因为此兩量之间通常都呈近正比关系，在自然科學外此二概念经常被混淆視聽，以「重量」一词统称。注意，并非所有质量都有重量。1个充满氦气的玩具气球有质量, 却由于大气的浮力而拥有「负」重量。假如在氮气球中充入适量空气，将会使得这个气球有质量以及中性浮力 － 即处于悬浮状态而没有重量。然而在物理学中，质量和重量这两个概念是有区别的。质量是描述物体惯性的性质 － 也就是指壹物体在不受外力时保持匀速运动的趋势。反过来，重量是指带一定质量物体在引力场中所受的力。 留意右图，女孩的全部重量(引力)都由秋千的座位所支撑。如果有人站在秋千运动轨迹的最低点处，并突然使秋千停止运动，那么这个人所受到的撞击则是由女孩运动的惯性作用造成的。 物质的重量是由物体所受引力的强度的函数(即重量随引力强度变化而变化), 而质量则恒定不变(假设物体相对于观测者并不是以相对论速度运动)。相应地，对于在微重力环境下进行太空行走的宇航员来说，他不费吹灰之力就可以「抱起」他面前的通信卫星——卫星已经「失重」了。然而，由于在微重力环境下，卫星仍然保持它固有的质量和惯性，把1个重10吨的卫星从静止加速到一定的速度, 与加速一个重1吨的卫星相比，前者所需的力是后者的10倍。 在地球上，大多数物体的运动都受到重量的影响，但秋千的模型可以在基本排除重量的影响之下演示力、质量与加速度的关系。如果一个人站在一个成年人所坐的秋千后面并用力地推动秋千，成年人所受的加速度相对较低，而且秋千的摆动幅度相对也较小。如果将同样的力施加在一个小女孩所坐的秋千之上，这个行为所产生的加速度相比之下就大了许多。.

光速

光速，指光在真空中的速率，是一個物理常數，一般記作，精確值為（≈ m/s）。這一數值之所以是精確值，是因為米的定義就是基於光速和國際時間標準上的。根據狹義相對論，宇宙中所有物質和訊息的運動和傳播速度都不能超過。光速也是所有無質量粒子及對應的場波動（包括電磁輻射和引力波等）在真空中運行的速度。這一速度獨立於射源運動以及觀測者所身處的慣性參考系。在相對論中，起到把時間和空間聯繫起來的作用，並且出現在廣為人知的質能等價公式中：.

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狭义相对论

-- 狭义相对论（英文：Special relativity）是由爱因斯坦、洛仑兹和庞加莱等人创立的，應用在惯性参考系下的时空理论，是对牛顿时空观的拓展和修正。爱因斯坦在1905年完成的《論動體的電動力學》論文中提出了狭义相对论Albert Einstein (1905) "", Annalen der Physik 17: 891; 英文翻譯為George Barker Jeffery和 Wilfrid Perrett翻譯的(1923); 另一版英文翻譯為Megh Nad Saha翻譯的On the Electrodynamics of Moving Bodies(1920).

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阿尔伯特·爱因斯坦

阿尔伯特·爱因斯坦，或譯亞伯特·爱因斯坦（Albert Einstein，），猶太裔理論物理學家，创立了現代物理學的兩大支柱之一的相对论，也是質能等價公式（）的發現者。他在科學哲學領域頗具影響力。因為“對理論物理的貢獻，特別是發現了光電效應的原理”，他榮獲1921年諾貝爾物理學獎。這發現為量子理論的建立踏出了關鍵性的一步。 愛因斯坦在職業生涯早期就發覺經典力學與電磁場無法相互共存，因而發展出狹義相對論。他又發現，相對論原理可以延伸至重力場的建模。從研究出來的一些重力理論，他於1915年發表了廣義相對論。他持續研究統計力學與量子理論，導致他給出粒子論與對於分子運動的解釋。在1917年，愛因斯坦應用廣義相對論來建立大尺度結構宇宙的模型。 阿道夫·希特勒於1933年開始掌權成為德國總理之時，愛因斯坦正在走訪美國。由於愛因斯坦是猶太裔人，所以儘管身為普魯士科學院教授，亦沒有返回德國。1940年，他定居美國，隨後成為美國公民。在第二次世界大戰前夕，他在一封寫給當時美國總統富蘭克林·羅斯福的信裏署名，信內提到德國可能發展出一種新式且深具威力的炸彈，因此建議美國也盡早進行相關研究，美國因此開啟了曼哈頓計劃。愛因斯坦支持增強同盟國的武力，但譴責將當時新發現的核裂变用於武器用途的想法，後來愛因斯坦與英國哲學家伯特蘭·羅素共同簽署《羅素—愛因斯坦宣言》，強調核武器的危險性。 愛因斯坦總共發表了300多篇科學論文和150篇非科學作品。愛因斯坦被誉为是“現代物理学之父”及20世紀世界最重要科學家之一。他卓越和原創性的科學成就使得“愛因斯坦”一詞成為“天才”的同義詞。.

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速度

速度（Vēlōcitās，Vitesse，Velocità，Geschwindigkeit，Velocity）是描述物体运动快慢和方向的物理量。物体在一段时间\Delta t内的平均速度\bar是它在这段时间里的位移\Delta \boldsymbol和时间间隔之比： 物体在某一时刻的瞬时速度\boldsymbol则是定義為位置矢量\boldsymbol 隨時間t的變化率： 物理学中提到物体的速度通常是指其瞬时速度。速度在国际单位制中的单位是米每秒，国际符号是m/s，中文符号是米/秒。相对论框架中，物体的速度上限是光速。 日常生活中，速度和速率幾乎是同義的。然而在物理學中，速度和速率是两个不同的概念。速度是矢量，具有大小和方向；速率則純粹指物體運動的快慢，是标量，没有方向。举例来说，假如一辆汽车以60公里每小时的速率朝正北方行驶，那么它的速度是一个大小等于60公里每小时、方向指向正北的矢量。物体的瞬时速率等于瞬时速度的大小，而平均速率则不一定等于平均速度的大小。.

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