狭义相对论

摘要： 本文提出了“狭义相对论时空观”实施“课程思政”的具体方案.从狭义相对论时空观的知识出发,深入挖掘课程思政元素,通过多种教学方式将其恰当、自然地融入课堂,潜移默化地将正确的价值追求和理想信念传达给学生,达到提高学生思想政治水平、完善学生人格的目的.以问卷调查的方式对“课程思政”教学效果进行评价和反馈,及时改进教学设计,提升教师自身“课程思政”的能力和素养.本文实现了狭义相对论中“课程思政”的“备”“教”“学”“评”的全部教学环节,立足“思政元素”与专业知识的契合点,探索了有机互融的教学方式,促进了学生知识技能上的“成长”和精神上的“成人”同向同行.期望本次教学实践能对“课程思政”建设提供一点思路和参考.

摘要： 本文讨论了相对论教学中几个方面的问题,包括常见例子的问题,洛伦兹变换的方便形式,同时相对性例子在另一参考系的讨论,长度测量在另一参考系看到的现象,时间延缓及运动参考系各点时间不同和光的多普勒效应的简单推导.通过不同过程在不同参考系中的讨论,掌握在运动系讨论问题的方法,以及同一过程在不同惯性系内的不同表现,而所有现象的测量结论在洛伦兹变换下保持不变.

摘要： 高中物理教材关于质能方程的介绍是十分简洁的,人教版2007年版《选修3-4》“狭义相对论的其他结论”一节中对其的描述如下:相对论另一个重要结论就是大家都很熟悉的爱因斯坦质能方程E=mc^(2).式中m是物体的质量,E是它具有的能量.人教社2019年版教材对相对论的内容进行了整合,质能方程只是出现在《选择性必修三》“核力与结合能”一节“质量亏损”描述中,并且只是将其描述为“爱因斯坦已经给我们指出了物体的能量与它的质量的关系”,未明确称之为质能方程.

摘要： 洛伦兹变换在狭义相对论中具有重要的地位,无论是狭义相对论时空观还是相对论力学基本方程,都依托于洛伦兹变换进行推导。目前,大学物理教材中的推导用了复杂的高等数学知识,而高中物理教材中直接给出结论,学生难以接受。采用初等数学知识推导出洛伦兹变换关系,可降低难度从而使高中生、本科生都能理解和接受。依托于洛伦兹变换,推导“同时”的相对性、长度收缩、钟慢效应,说明相对论的时空观。

摘要： 本文以狭义相对论的时空观为基础,研究了狭义相对论中的尺缩效应.在不同的惯性参考系中,静止的细棒长度最长,而运动的细棒会出现长度收缩.利用洛伦兹变换式中的正变换和逆变换分别推导尺缩效应公式时,必须考虑到同时的相对性,否则会得出完全相悖的结论.

摘要： 1854年,黎曼提出了黎曼几何的初步设想。1905年,爱因斯坦发表狭义相对论。1912年,罗伯特•戈达德开始研究火箭。1916年,爱因斯坦发表广义相对论,其中使用黎曼几何作为核心数学工具。1957年,第一个人造卫星Sputnikl发射成功。1959年,第一种卫星定位系统Tnmsk开始研发。1960年测试成功。1967年,Timation卫星系统将原子钟带上太空。1973年,美国决定研发全球卫星定位系统。1978年,第一颗GPS卫星发射成功。

摘要： 面对同一个问题,我们用不同的方式进行思考,却得到了矛盾的结论,于是悖论就产生了。然而大自然是不可能自相矛盾的。所以,物理悖论的出现意味着我们的思考出现了错误,这也推动了我们不断进步。在物理学史上,悖论扮演着光辉的角色。16岁的少年爱因斯坦想象着如果他可以追上光,那么他看到的现象会违背当时的物理学定律。经过10年的思考,他提出了狭义相对论,其中证明了光是不可能被追上的。

摘要： 本文提出以故事说人物,以人物说历史,以历史说思想,以思想说课本,以课本说知识,以知识说考核的教学方法来理清大学物理知识背后的逻辑脉络.通过理清"狭义相对论"教学内容的逻辑脉络来阐述我们的教学方法,以期达到授课的科学性和培养学生科学素养的目的.

摘要： 高考对电磁波部分的考查主要是麦克斯韦电磁场理论的要点,振荡电路的周期与能量转化,电磁波的产生、传播、发射和接收,电磁波谱及各波的特性等;对相对论简介部分的考查主要是狭义相对论的基本假设和几个重要结论&这两部分内容往往会以选择题形式出现,难度不大。下面就电磁波和相对论简介的常见考点进行解读,供同学们参考.

摘要： 建设"新工科"背景下对工科专业大学物理教学提出了新的要求,然而工科大学物理课程面临学时紧张的问题.本文指出了现行的狭义相对论教学方案存在的问题,提出了新的教学思路.利用线性代数中正交矩阵的知识引入四维时空的概念以及洛伦兹变换,进而借助正交变换的性质得出光速不变等若干推论,使学生在有限的学时内更好地理解和接受狭义相对论的时空观.

摘要： 狭义相对论的时空观是大学物理教学中的重点内容,而反映狭义相对论时空观的同时的相对性、动钟变慢和动杆收缩效应是教学的难点.本文首先通过分析学生学习的难点所在,解读狭义相对论时空观与经典力学时空观的本质区别,然后通过典型例题教学,巩固狭义相对论的时空概念,解决学生盲目地将原时、静长等时空概念与狭义相对论中的静系与动系机械对应的问题,从而使学生真正理解相对论的时空概念,理解狭义相对论的时空观.

摘要： 由于长度测量的相对性,关于长度或距离的讨论是狭义相对论中一个重要的主题.本文将针对长度测量的相对性中3种典型情形进行讨论:某一惯性系中的一段固定不动的长度、给定事件间的空间距离及彼此有相对运动的两个物体间的距离.其中对前两种情形可以简单地利用长度收缩公式和洛伦兹变换进行求解,而对于第三种情形,则需要根据给定事件的时间点灵活利用长度收缩公式进行求解.

摘要： 本文联系工科院校学生在学习大学物理学中狭义相对论时出现的困难和种种问题,介绍进行狭义相对论教学所采用的方法,希望能对引导学生学习、掌握狭义相对论的重点、难点有所帮助.

摘要： 本文分析了狭义相对论中的碰撞问题.分别以两相撞物体为对象时,存在着两个相应的一对事件,文中利用狭义相对论的同时相对性与时空间隔的绝对性,解释了在两个相对运动的惯性参照系中由洛伦兹变换所得的每对事件的时空间隔之间的关联.

摘要： 本文讨论狭义相对论教学中几个重要问题.首先是最重要的时间膨胀和长度缩短两个效应的μ-介子实验验证,从而说明这两个效应是相对论时空变换的必然结果.其次是讨论了相对论的三维速度和四维速度之间的关系.最后是在时空图上如何确定两不同参考系中的时空单位.

摘要： 狭义相对论是我国理工科大学普通物理教学中的一个重要内容,其中的相对论时空观是对牛顿绝对时空观的变革,是相对论教学中的一个重点和难点.本文探讨了启发武和分组讨论式的教学方法在狭义相对论时空观教学中的应用.

摘要： 本文以狭义相对论专题网站的建立为主，来探讨大学物理课程中狭义相对论部分的研究性学习的实践．

摘要： 狭义相对论是理工科大学物理课程教学中的一个难点,这是因为狭义相对论所涉及的时空效应在实际中都很难被观测到,而反映相对论时空观的洛伦兹变换又较为抽象,学生在学习过程中通常是机械地记忆公式,而并没有真正理解相对论的时空观及其与洛伦兹变换之间的联系.针对这一问题,本文介绍了一种引入洛伦兹变换的新方式:首先通过直观的思想实验定量地导出时间延缓、长度收缩和同时性的相对性等时空效应的数学表达式,然后在此基础上推导得到洛伦兹变换的x坐标变换式和时间变换式,并结合推导过程对其时空图像进行讨论.通过洛伦兹变换的这种引入方式可将相对论时空效应与洛伦兹变换紧密地联系起来,突出了洛伦兹交换的物理图像,从而加深学生对洛伦兹变换及相对论时空观的理解.

摘要： 针对孪生子问题,用狭义相对论的方法,给出了孪生子问题的一般解.结果表明,孪生子不存在佯谬,并描述了孪生子问题随惯性参考系变化的规律.

摘要： 本文分析了《大学物理》教材中相对论质量公式推导部分容易引起学生误解的核心：质量守恒关系式．通过引入二维运动给出了更合理的推导过程．

摘要： 本发明属于相对论性波尔兹曼方程求解处理方法，为解决目前通过PRD‑BE求解波尔兹曼方程，当系统涉及到超大规模GPU显卡集群时，计算效率会有大幅度降低的技术问题，提供一种基于大型GPU集群的相对论性波尔兹曼方程计算方法、计算机可读存储介质及设备，计算方法通过将坐标空间进行分割，能够在多GPU设备上进行玻尔兹曼方程的求解，相较于现有的PRD‑BE，能够更好地适配多GPU集群，具备跨节点的并行能力。

摘要： 本发明公开了一种基于星敏感器辅助的相对论天文效应导航仪及其导航方法，该导航仪包括：星敏感器、2N个干涉孔径、2N个多自由度调节支架、数据处理与控制系统和隔振平台；星敏感器和数据处理与控制系统设置在多自由度调节支架中心，数据处理与控制系统位于星敏感器下方；各干涉孔径以星敏感器为中心均布在隔振平台上；各多自由度调节支架分别设置在各干涉孔径与隔振平台之间。本发明可实现亚毫角秒量级的精确指向测量，满足相对论效应的高精度指向测量需求，适用于工程应用。

摘要： 本发明公开了一种基于相对论天文效应修正的高精度恒星星表构建方法，包括：对待修正恒星的星位进行估算，得到待修正恒星的星位估算结果；根据待修正恒星的星位估算结果和飞行器在轨参数，解算得到修正误差项；使用修正误差项对待修正恒星的星位估算结果进行修正，得到待修正恒星的真实星位；根据待修正恒星的真实星位，构建得到高精度恒星星表。本发明旨在精确测量并修正飞行器探测到的恒星位置中包含的多项误差，得到恒星的和精确位置，构建得到高精度星表。

摘要： 本发明涉及一种束流调控的高效率低磁场相对论返波管，包括环形阴极、返波管管体、输出波导及磁场线圈；返波管管体的内壁从前至后依次设有预调制段、束流调控结构、慢波结构和提取腔；束流调控结构为沿返波管管体内壁周向设置的环形突起，位于预调制段后侧，慢波结构第一个腔体的前侧，用于吸收原本将处于加速相位的电子，调控返波管管体内的轴向电流。本发明增加的束流调控结构在固定间隔时间通过吸收部分电子调控轴向电流，使得较大比例预计在慢波结构中处于加速相位的电子被束流调控结构所吸收，大幅促进束流在射频场中的调制和群聚，使得能量提取效率显著提高。

摘要： 本发明涉及高功率微波技术领域同轴相对论速调管放大器的输入腔，具体涉及一种同轴相对论速调管放大器内馈入式输入腔，属于高功率微波技术领域，其包括外导体、第一内导体、第二内导体、注入圆波导、弯曲波导、输入腔间隙、左端漂移管、右端漂移管和支撑杆组成，整个结构关于中心轴线旋转对称。本发明提供的一种同轴相对论速调管放大器内馈入式输入腔，在保证输入腔高吸收率的基础上解决现有外馈入式输入腔分断导引磁场、大过模比情况下易激励非旋转对称模式两大难题，对类似的相对论速调管放大器所需的输入腔设计具有重要借鉴意义。

摘要： 本发明公开了一种用于相对论速调管放大器的高重频脉冲磁场装置，包括外筒、内筒及两组线圈组件，所述内筒同轴嵌套于所述外筒内，两组所述线圈组件对称布置于所述内筒的两端，所述线圈组件包括多个串联的线圈，所述外筒上设有两组接线柱组件，两组所述线圈组件与两组所述接线柱组件一一对应连接使得两组线圈组件呈现并联结构。本发明采用双线圈LCR并联回路的结构，可显著降低磁场线圈的电感L和电阻R，进而提高脉冲磁场的重复工作频率，使RKA等HPM器件可以工作在高重复频率状态。

摘要： 本发明提供一种相对论磁控管，包括同轴设置的阴极结构、阳极结构和谐振腔，所述阳极结构包括阳极圆波导、周向均布的24个张角为5°的阳极翼片，阳极翼片由此形成各张角为10°的24个谐振腔。本发明进一步涉及24腔相对论磁控管的调谐和模式转换方法。本发明解决了相对论磁控管辐射1.0GW输出功率时的工作模式切仑科夫辐射阈值难以降低的难题，实现相同体积下工作模式的功率容量提高10％。

摘要： 本发明属于质量分析技术领域，具体为一种基于狭义相对论的质量分析方法与质谱仪器。本发明方法，是将待测物离子引入到离子源区后用加速电场将离子加速到3×10

摘要： 本发明公开了一种基于狭义相对论的超宽温加速度测量方法，具体涉及加速度测量领域，包括S1、光源输出；S2、光线分散；S3、光纤线圈发生同步位移；S4、相位改变；S5、数据的转换，本发明利用激光在光纤里运行，当光纤移动而产生的相对论效应来完成检测，激光传送不受温度限制，光纤采用纯石英材质，纯石英具有很好的耐高温特性，来完成对高温环境振动的测量。

摘要： 本发明属于质量分析技术领域，具体为一种基于狭义相对论的质量分析方法与质谱仪器。本发明方法，是将待测物离子引入到离子源区后用加速电场将离子加速到3×10