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愛因斯坦與特殊相對論 東海大學物理系‧施奇廷 2015/6/27
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自然科學概論 Q: 3 月 14 日是什麼日子?
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自然科學概論 請寫下 你所知道的愛因斯坦,是怎樣的一個人? 愛因斯坦做過什麼事? 你覺得「物理」是什麼?
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自然科學概論 1879/03/14 Ulm, Germany
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自然科學概論 小時候 …… 不會說話? 成績很爛? 老師當他是 白癡?
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自然科學概論 史上最強和平主義者 妹妹的證詞 ……
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自然科學概論 1905: 爆炸性的一年 On a heuristic point of view concerning the production and transformation of light (光的量子 理論) On the motion of small particles suspended in liquids at rest required by the molecular-kinetic theory of heat (熱力學、布朗運動) On the electrodynamics of moving bodies (狹義相 對論)
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自然科學概論
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兩個「胡思亂想」 如果我「坐」在光上面,與光以同樣的 速度一起旅行,我會看到什麼? 如果我搭的電梯電纜斷掉,變成自由落 體墜落,我會感受到什麼? 狹義相對論! 廣義相對論!
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自然科學概論 牛頓( Isaac Newton: 1642~1727 ) 空間是均勻的 空間是均向的 時間是均勻的 時間是均向的
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自然科學概論 「同時性」的崩潰 任何兩個事件,都必須以「訊號」連結, 最快速的訊號是「光」 光速是有限的,因此要連結非同地的兩 事件,至少需要「距離/光速」的時間 對靜止的觀察者是「同時發生」的事件, 對運動中的觀察者則未必
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自然科學概論 關於同時性的假想實驗
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自然科學概論 Example ……
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自然科學概論 光是一種波動
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自然科學概論
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光速是固定不變的 …… 相對運動的概念 「波」的相對運動 以太 Michelson-Morley 的實驗 Michelson-Morley 的實驗 既然光的傳播不需要介質,因此就沒有「相對速度的概念」
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自然科學概論 站長看到球的速度= 車掌看到球的速度+列車速度 站長看到光的速度= 車掌看到光的速度
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自然科學概論 時間膨脹
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自然科學概論 Time Dilation
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自然科學概論 Proof of Time Dilation
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自然科學概論 Proof of Time Dilation Hafele and Keating Experiment Time gained ~ 150 nm
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自然科學概論 GPS and Time Dilation
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自然科學概論 Twin Paradox
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自然科學概論 Lorentz Contraction
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自然科學概論 Lorentz Contraction V=0.1 C V=0.87 C V=0.99 C V=0.999 C
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自然科學概論 Mass and Energy 物質的「靜止質量」: m 速度: v ;光速: c 古典動能: E=mv 2 /2 相對論: E 2 =m 2 c 4 +p 2 c 2 → E= mc 2 質量與能量之間可以互換 運動中的物體質量將增加 當接近光速時,質量趨近於無窮大 → 凡是靜止質量 為正之物質皆無法被加速至光速
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自然科學概論 1945/8/6 Hiroshima 1945/8/9 Nagasaki
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自然科學概論 Example ……
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