83总结展望论文第四部分 第(2/3)分页
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磁力作用,而无其他外力作用的动量G的狭义相对论表达式:
G=q·(1-q2/c2)-0.5·(E0/c2)
接下来,爱因斯坦理论推导了相对于静系S静止的一直受外力作用物体的动量和动能公式。
首先以新的公式代号重述了质能方程第三论文《论相对性原理所要求的能量的惯性》第一部分《关于一个受到外力做匀速平移的刚体的动能》的内容,对动系S′考察对应静系S积分时间上下极限分别做了三段划分,并结合第11节的能量公式和第12节的动量公式给出了考虑受力的物体的能量E和G动量公式:
E=(E0/c2)·c2·(1-q2/c2)-0.5-(q2/c2)·(1-q2/c2)-0.5∑(δ0K0δ),
G=q·(1-q2/+[E0-∑(δ0K0δ)]/c2}
其中, K0δ是力参照于随之运动的参照系在运动方向的分量,δ0是在同一参照系中量度的这个力的作用点同一个与运动方向垂直的平面的距离。
第13节题为《一个运动体系的体积和压力运动方程》,这一节采用洛伦兹变换讨论了物体的体积V和压力p,在这一节重点强调了动系考察的各种物理量以下标0来代指(前面的章节略有提及),即与考察物体相对静止的参照系动系S′考察的物理量如能量、动量、质量、体积、压力等都以E0、G0、、V0和P0表示,这种坐标系也就是经典物理学默认的静止坐标系比如地球,也是大多数物理规律成立的默认坐标系,一旦考虑到物体的运动与物理规律的关系问题,则采用洛伦兹变换进行推导、论证,这便是狭义相对论的思路。
采用新的符号代码,q代指速度,则狭义相对论的静系S动系S′运动物体的体积关系为:
V=(1-q2/c2)0.5·V0
静系S体积V=dx·dy·dz,动系S′体积V0=dx′·dy′·dz′,根据三个空间坐标的洛伦兹变换即可得出上述关系。
接下来,爱因斯坦以电磁场对电荷的面压力探讨了压力的变换方程,并认为由于第8节的力的定义方程具有通用性,因此,以电磁场对电荷的面压力推导的公式也就具有普遍性。
首先动系S′考察的电荷面元素压力方程为:
Kx′=p′·s′·cosι′=p′·sx′,
Ky′=p′·s′·′=p′·sy′,
Kz′=p′·s′·′=p′·sz′。
其中,ι′、、n′是(指向物体内部的)法线的方向余弦,sx′,sy′,sz′是S′的投影。
根据洛伦兹变换,静系S考察的电荷面元素压力方程为:
Kx=Kx′=p′·sx′=p′·sx=p′·s·cosι,
Ky=Ky′/β=p′/β·sy′=p′·sy=p′·s·,
Kz=Kz′/β=p′/β·sz′=p′·sz=p′·s·。
因为Kx=p·s·cosι,Ky=p·s·和Kz=p·s·,因此,由上面的方程组可知静系压力p等于动系压力p′,按爱因斯坦的规定动系压力p′以p0代表,则p=p0。
在第13节的最后,爱因斯坦又论述了一番采用不同参照系的物理量采用上述的洛伦兹变换便可以得出不同参照系描述的物理体系的运动情况。
第14节题为《例子》,这一节给出了三种情况的狭义相对论能量E和动量G公式。
情况一,第11节和第12节的研究对象,一个只受周围空间内电磁力作用的、辐射不能穿过的空腔所包围的物理体系,如果没有外力作用在空腔壁上,其能量E和动量G为:
E=E0·(1-q2/c2)-0.5,
G=q·(1-q2/c2)-0.5·E0=q·E/c2。
情况二,上述的空腔壁是完全柔软并可以延伸的,因而从内部作用于空腔上的辐射压必须与来自不属于这个体系的物体的外力相平衡,其能量E和动量G为:
E=E0·(1+q2/3c2)·(1-q2/c2)-0.5,
G=q·(4E0/3c2)·(1-q2/c2)-0.5。
情况三,没有重力质量的带电物体,其能量E和动量G为:
E=E0·(1-q2/c2)-0.5,
G=q·(4E0/3c2)·(1-q2/c2)-0.5。
第15节题为《运动体系的熵和温度》,这一节爱因斯坦采用洛伦兹变换讨论了物理体系的熵η和温度T。
首先,爱因斯坦论证了熵η对于不同的惯性参照系来说是相等的,具体论证如下:
静系S和动系S′考察的同一物理体系的熵分别为η和η′,而物体从一种状态(在这种状态中