@ 2012.04.02 , 14:57

[v] 用2分钟视频来解释爱因斯坦的相对论方程

视频作者试图用猫猫来解释我们熟知的相对论方程 E=mc2,看完以后我感觉更加迷惑了……公式什么的真可怕。想起一句吐槽:
曾经我能解多元高次方程能读文言文能背古诗词能看懂有机化学分子结构和电路图知道牛顿三大定律……现在,我就是一个文盲。

参考阅读:
相对论(维基百科)
相对论(百度百科)

# marcher 童鞋说:

我来给力一下:

在1905年中,爱因斯坦推导出了当今世界上最著名的等式,e=mc^2。但他可不是拍脑袋想出来的,而是遵循我们上周视频里据说的狭义相对论…这就是他的思路:

假设你正看着一只漂在真空中的猫,突然它发射出向各个方向散射的光。光会携带一定能量,称为E,那么根据能量守恒,猫肯定失去了能量E。但因为光是向各个方向均匀散射,所以就不会影响猫的速率。那么光是从哪儿来的?不管了。假设你现在玩儿腻了然后切换到新的视角。

从你现在这个新的视角,你是稳坐在宇宙飞船里而猫是在窗外掠过的东西。因此你会算出猫是有一定的动能,就是运动的能量,而且当你看到猫散射出光时,你会再算出猫是失去了光携带的能量,就是KE-E。

除了你在运动中,狭义相对论还告诉我们对于你和猫来说时间的消逝速率不同,所以你会得到不同的频率,也就是光的能量。这也就是相对论的多普勒效应,红蓝转换。对于我们来说,它等同于光的能量乘以一加上你的速率的方除以两倍的光速的平方。

回放一下,如果你以速率v运动,你会看到猫获得了一定量的动能KE1,然后光的散射时会看到猫的能量失去了E倍的一加v方除以2c方。另一方面,如果你站着不动,会看到猫失去了能量E,然后你坐上飞船出发,会看到猫又得到了一定量的动能KE2。

但这情况太二了,你压根儿就没摸过也没影响到那猫,所以我们应该在最后得到相等的能量。

整理一下等式,我们得到光的散射之前和之后的动能一定是不同的,而且物体的动能等于物体的质量乘速率平方的一半,但我们知道两种情况下的速率是相等的,所以为了说明它们有所不同,猫的质量一定在光的散射前后发生了变化。

然后我们消项,你可以看到猫的质量变化量一定等于能量除以光速的平方,或者说是,E=mc^2。

大家可以再看视频学习一遍了。


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