系,物理规律都是相同的.
(2)等效原理:在物理学中,一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系的惯性力场有等效性.
3.广义相对论的时空结构
广义相对论允许在加速参考系中描述自然现象,加速参考系中出现的惯性力等效于引力.那么,引力的出现对时空的影响,也就等效于加速参考系中的时空结构,通过对转动大圆盘的研究可知:
(1)引力场中,时钟变慢,引力场越强,时钟变慢越明显,这就是引力的存在对时间的影响.因此,在加速参考系中,时钟也会变慢.
(2)引力的存在会使空间变形,在引力方向上,空间间隔不变,在与引力垂直的方向上,空间间隔变短,发生了弯曲.引力越强的地方,这种效应越明显.
(3)引力场是由质量不为零的物质产生的,引力使时空发生变化,其实是由于物质的存在使时空发生变化.广义相对论的时空观认为,时间和空间不仅与参考系有关,还与物质的运动和分布有关,在密度越大,质量越大处空间弯曲越严重.
(1)广义相对论的等效性原理揭示了非惯性系中出现的惯性力与引力在力学效应上是等效的.
(2)广义相对论的时空结构是客观世界的真实反映,牛顿的经典力学时空观和狭义相对论的时空观都是在特定情形下的一种近似.
假如宇宙飞船是全封闭的,航天员与外界没有任何联系,但是航天员观察到,飞船内没有支撑的物体都以某一加速度落向舱底,请分析这些物体运动的原因及由此得到的结论.
[思路点拨] 匀加速参考系中的惯性力场与均匀力场不可区分.
[解析] 飞船内没有支撑的物体都以某一加速度落向舱底的原因可能是飞船正在向远离任何天体的空间加速飞行,也可能是由于飞船处于某个星球的引力场中,实际上飞船内部的任何物理过程都不能告诉我们飞船到底是加速运动还是停泊在一个行星的表面.
这个事实说明:一个匀加速运动的非惯性系中出现的惯性力与引力在力学效应上是等效的.即匀加速参考系中的惯性力场与均匀引力场不可区分.
[答案] 见解析