相對(duì)論是20世紀(jì)最著名的科學(xué)理論之一,愛因斯坦在1905年時(shí)就形成了相對(duì)論的概念,該理論可以被用來預(yù)測(cè)包括黑洞在內(nèi)的天體行為。相對(duì)論最吸引人的地方在于時(shí)間上的相對(duì)性,以接近光速旅行時(shí),宇航員的時(shí)間會(huì)變慢。我們?nèi)粘I钪幸矔?huì)用遇到相對(duì)論的概念,正是相對(duì)論改變了我們的世界。
黃金的黃顏色也涉及到相對(duì)論的原理,可見相對(duì)論統(tǒng)治著我們生活中的方方面面。大多數(shù)金屬是有光澤的,這是因?yàn)殡娮榆壍儡S遷的緣故,由于電子的移動(dòng)速度足夠快,其相對(duì)論質(zhì)量是顯著增加的,在黃金中,光被吸收并重新發(fā)射的波長(zhǎng)接近黃色光,因此我們看到的黃金是黃色的。
黃金為什么不容易腐蝕也涉及到相對(duì)論原理,黃金內(nèi)電子的相對(duì)論效應(yīng)是主要原因,其最外層只有一個(gè)電子,但仍然不如鈣、鋰等活潑。這是因?yàn)榻鹪拥淖钔鈱与娮痈咏雍,半徑較小,因此黃金也不太容易與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),穩(wěn)定性較高。
與金類似,汞之所以呈現(xiàn)液態(tài),其也受到相對(duì)論原理的影響,其原子之間的鍵能較弱,所以水銀通常是液體。
全球定位系統(tǒng)應(yīng)用了相對(duì)論的概念,根據(jù)相對(duì)論的解釋,接近光速的飛船與地球上的人們擁有不同的時(shí)間,這一點(diǎn)也體現(xiàn)在軌道衛(wèi)星上,雖然衛(wèi)星的速度沒有接近光速,但也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過地球表面上的物體,因此衛(wèi)星上的時(shí)間就會(huì)出現(xiàn)時(shí)間膨脹,大約有7微秒的差距,反饋到定位上就相差了數(shù)公里。
相對(duì)論的另一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域是輸電線路,我們?nèi)粘J褂玫碾妬碜赃h(yuǎn)距離的高壓輸電,而其中也涉及到相對(duì)論的問題。許多人都有疑惑,相對(duì)論更多涉及時(shí)空上的解釋,為何與輸電線路有關(guān)?這是因?yàn)槊绹?guó)波莫納學(xué)院的物理學(xué)教授托馬斯·莫爾使用相對(duì)論原理證明了法拉第電磁感應(yīng)定律,確認(rèn)了變化的磁場(chǎng)可產(chǎn)生電流,這個(gè)結(jié)論是正確的。
現(xiàn)在已經(jīng)基本淘汰的CRT電視機(jī)中的電子速度高達(dá)光速的30%!因此在設(shè)計(jì)偏轉(zhuǎn)磁鐵的時(shí)候必須考慮相對(duì)論效應(yīng)。
日常生活中不為人知的相對(duì)論效應(yīng) |
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