洛倫茲變換英文解釋翻譯、洛倫茲變換的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 Lorentz transformation

分詞翻譯：

倫的英語翻譯：

human relations; logic; match; order; peer

茲的英語翻譯：

at present; now; this

變換的英語翻譯：

alternate; switch; transform; commutation
【計】 reforming; transform
【化】 transform; transformation

專業解析

洛倫茲變換（Lorentz Transformation）是狹義相對論的核心數學工具，用于描述在不同慣性參考系（以恒定相對速度運動的參考系）之間，時間和空間坐标的轉換關系。其核心在于統一了時間和空間的概念，并揭示了當物體運動速度接近光速時，時間、長度等物理量會表現出相對性效應。以下是詳細解釋：

一、定義與數學形式

洛倫茲變換的數學表達式為： $$ begin{cases} x' = gamma (x - vt) t' = gamma left( t - frac{vx}{c} right) end{cases} $$ 其中：

( (x, t) ) 和 ( (x', t') ) 分别代表兩個慣性參考系中的時空坐标；
( v ) 是兩參考系的相對速度；
( c ) 為真空中的光速（約 ( 3 times 10 , text{m/s} )）；
( gamma = frac{1}{sqrt{1 - v/c}} ) 稱為洛倫茲因子（Lorentz factor）。

該公式表明，時間和空間不再是獨立的絕對量，而是相互關聯的四維時空結構的一部分。

二、物理意義與關鍵效應

時間膨脹（Time Dilation）
運動參考系中的時間流逝變慢：( Delta t' = gamma Delta t )。例如，高速飛船中的時鐘比地面時鐘走得慢。

長度收縮（Length Contraction）
運動物體在運動方向上的長度縮短：( L' = L / gamma )（( L ) 為靜止長度）。

光速不變性
無論參考系如何運動，真空光速 ( c ) 恒定不變，這是洛倫茲變換的前提。

三、應用場景

粒子物理
高能粒子加速器中，粒子速度接近光速，需用洛倫茲變換計算衰變壽命和運動軌迹。

全球定位系統（GPS）
衛星的高速運動導緻時鐘變慢（相對論效應），需通過洛倫茲修正确保定位精度。

電磁理論
麥克斯韋方程組在洛倫茲變換下形式不變，滿足相對性原理。

四、曆史背景

洛倫茲變換由荷蘭物理學家亨德裡克·洛倫茲（Hendrik Lorentz）于1904年首次提出，用于解釋邁克耳孫-莫雷實驗中的“以太漂移零結果”。1905年，愛因斯坦在其狹義相對論中重新诠釋了該變換的物理本質，指出其源于時空本身的對稱性。

參考來源

網絡擴展解釋

洛倫茲變換是狹義相對論的核心數學工具，用于描述不同慣性參考系之間時空坐标的轉換關系。它由荷蘭物理學家洛倫茲提出，後被愛因斯坦用于構建相對論理論。

數學表達式

假設慣性參考系 ( S' ) 以速度 ( v ) 沿 ( S ) 系的 x 軸運動，時空坐标變換公式為： $$ begin{cases} t' = gamma left( t - frac{v x}{c} right) x' = gamma (x - v t) y' = y z' = z end{cases} $$ 其中：

( gamma = frac{1}{sqrt{1 - v/c}} ) 稱為洛倫茲因子（當 ( v ll c ) 時，( gamma approx 1 )）
( c ) 為真空中光速（約 ( 3 times 10 , text{m/s} )）

物理意義

時間膨脹
運動的鐘表時間 ( t' ) 比靜止系時間 ( t ) 流逝更慢。例如，若飛船以 ( 0.8c ) 飛行，( gamma = 1.67 )，飛船内1秒對應地面1.67秒。
長度收縮
沿運動方向的物體長度在靜止系中測量更短。原長 ( L_0 ) 變為 ( L = L_0 / gamma )。
同時性的相對性
兩事件在某一參考系中同時發生，在另一參考系中可能不同時。

與經典力學的聯繫

當速度 ( v ll c ) 時，洛倫茲變換退化為伽利略變換： $$ begin{cases} t' = t x' = x - v t y' = y z' = z end{cases} $$

重要性質

保持時空間隔不變：( c t - x - y - z = c t' - x' - y' - z' )
光速不變性：任何慣性系中測得的光速均為 ( c )

這些效應已通過粒子加速器實驗、μ子壽命測量和全球定位系統（GPS）的時間校準等得到驗證。洛倫茲變換揭示了時空的本質屬性，為現代物理學奠定了數學基礎。