相對論的基本原理應用

相對論是關于時空和引力的理論，主要由愛因斯坦創立，依其研究對象的不同可分為狹義相對論和廣義相對論。下面為大家整理了相關內容，供大家參考。

相對論的基本原理

相對論是關于時空和引力的理論，主要由愛因斯坦創立，依其研究對象的不同可分為狹義相對論和廣義相對論。相對論和量子力學的提出給物理學帶來了革命性的變化，它們共同奠定了現代物理學的基礎。

狹義相對性原理（狹義協變性原理）：一切的慣性參考系都是平權的，即物理規律的形式在任何的慣性參考系中是相同的。這意味著物理規律對于一位靜止在實驗室里的觀察者和一個相對于實驗室高速勻速運動著的電子是相同的。

廣義相對性原理（廣義協變性原理）：任何物理規律都應該用與參考系無關的物理量表示出來。用幾何語言描述即為，任何在物理規律中出現的時空量都應當為該時空的度規或者由其導出的物理量。

相對論的應用

相對論主要在兩個方面有用：一是高速運動（與光速可比擬的高速），一是強引力場。例如：

1、在醫院的放射治療部，多數設有一臺粒子加速器，產生高能粒子來制造同位素，作治療或造影之用。氟代脫氧葡萄糖的合成便是一個經典例子。由于粒子運動的速度相當接近光速（0.9c-0.9999c），故粒子加速器的設計和使用必須考慮相對論效應。

2、全球衛星定位系統的衛星上的原子鐘，對精確定位非常重要。這些時鐘同時受狹義相對論因高速運動而導致的時間變慢（-7.2μs/日），和廣義相對論因較（地面物件）承受著較弱的重力場而導致時間變快效應（+45.9μs/日）影響。相對論的凈效應是那些時鐘較地面的時鐘運行的為快。故此，這些衛星的軟件需要計算和抵消一切的相對論效應，確保定位準確。

3、全球衛星定位系統的算法本身便是基于光速不變原理的，若光速不變原理不成立，則全球衛星定位系統則需要更換為不同的算法方能精確定位。