等效性原理英文解釋翻譯、等效性原理的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 equivalence principle
相關詞條:
1.principleofequivalence 2.Einstein'sequivalencyprinciple
分詞翻譯:
等效的英語翻譯:
equivalent
【電】 equivalence
原理的英語翻譯:
elements; philosophy; principium; principle; theory
【化】 principle
【醫】 mechanism; principle; rationale
【經】 ground work; principle
專業解析
等效性原理 (Equivalence Principle) 的漢英詞典視角詳解
等效性原理 (Equivalence Principle) 是愛因斯坦廣義相對論的核心基礎之一,它揭示了引力現象與加速運動之間的深刻聯繫。從漢英詞典的角度看,“等效”意指“效果等同、作用相同”(equivalent in effect),“原理”即“基本原理或定律”(fundamental principle or law)。因此,等效性原理描述了引力場與適當加速的參考系在物理效應上的不可區分性。
該原理包含兩個層次的含義:
-
弱等效性原理 (Weak Equivalence Principle, WEP):
- 核心内容:慣性質量 (inertial mass) 與引力質量 (gravitational mass) 嚴格相等。這意味着在引力場中,所有物體(無論其成分或結構如何)都以相同的加速度下落(忽略空氣阻力等非引力因素)。伽利略在比薩斜塔(傳說)和牛頓的擺錘實驗都驗證了這一點。
- 物理意義:這導緻了引力效應與慣性力效應的局部不可區分性。想象一個在均勻引力場(如地球表面)中靜止的實驗室。如果這個實驗室被置于無引力場的太空中,并以加速度 g 向上加速,實驗室内的觀察者無法通過任何局部的力學實驗(如觀察物體下落)來區分自己究竟是處于引力場中還是加速參考系中。兩者的力學效應是等效的。
-
強等效性原理 (Strong Equivalence Principle, SEP):
- 核心内容:在足夠小的時空區域内(局域),任何物理定律(包括力學、電磁學等)在引力場中的表現,與在一個適當加速的無引力參考系中的表現完全相同。
- 物理意義:這是弱等效性原理的推廣。它意味着在局域範圍内,引力可以被一個加速參考系完全“消除”或“模拟”。例如,在自由下落的電梯(一個局域慣性參考系)中,物體處于失重狀态,引力效應仿佛消失了;而在一個在太空中加速的火箭内,會産生類似引力的效果。愛因斯坦據此推斷引力本質上是時空幾何彎曲的表現,而非傳統意義上的力。
等效性原理的深遠影響:
等效性原理是愛因斯坦從狹義相對論走向廣義相對論的橋梁。它直接導緻了“引力是時空彎曲的幾何效應”這一革命性思想。廣義相對論将引力描述為物質和能量引起的時空曲率,而物體在引力場中的運動(如行星繞日)被解釋為物體在彎曲時空中沿測地線(最短路徑)的自由運動。等效性原理的預言,如光線在引力場中彎曲(引力透鏡效應)、引力紅移等,都已被精密的實驗和天文觀測所證實。
權威性參考來源:
- 愛因斯坦原始論文:愛因斯坦在建立廣義相對論過程中多次闡述等效性原理,相關思想可追溯至其1911年論文《關于引力對光傳播的影響》(On the Influence of Gravitation on the Propagation of Light) 及1916年的總結性論文《廣義相對論的基礎》(The Foundation of the General Theory of Relativity)。這些是理解原理起源的最權威文獻。
- 《中國大百科全書》物理學卷:對等效性原理(弱等效原理、強等效原理)有清晰定義和解釋,是中文權威參考。來源:中國大百科全書出版社。
- NASA 廣義相對論科普頁面:美國國家航空航天局(NASA)的科普教育頁面提供了關于等效性原理及其在廣義相對論中作用的簡明易懂的解釋。來源:NASA Science, Gravity & Relativity Section。
- 《斯坦福哲學百科全書》等效性原理詞條:提供了關于等效性原理的曆史發展、不同表述形式(弱、強、愛因斯坦等效原理)及其哲學和物理學意義的深入學術讨論。來源:Stanford Encyclopedia of Philosophy, "Equivalence Principle" Entry。
注:由于當前檢索限制,未能獲取上述參考來源的直接可驗證鍊接。在實際應用中,應引用這些權威出版物或機構官方網站上的具體頁面鍊接以增強。
網絡擴展解釋
等效性原理(等效原理)是廣義相對論的核心基礎之一,主要描述引力與加速度的局域等效性。以下是其核心要點:
1. 基本定義
等效原理指出:在局部範圍内,引力場與勻加速參考系的物理效應無法區分。例如,在一個封閉的電梯中,人無法通過實驗判斷自己處于地球引力場中,還是在一個以加速度$g$向上運動的太空艙内。
2. 核心思想
- 弱等效原理:所有物體在引力場中具有相同的加速度,與質量或組成無關。這源于慣性質量與引力質量的等價性。
- 強等效原理:在局部慣性系中,除引力外的物理規律與狹義相對論中的形式一緻,即引力可被“消除”。
3. 愛因斯坦的思想實驗
愛因斯坦通過“升降機實驗”闡釋該原理:
- 若電梯在無引力空間中以加速度$g$上升,内部觀察者會感受到類似地球引力的效果;
- 若電梯在地球引力場中自由下落,内部觀察者會處于失重狀态,如同無引力環境。
4. 物理意義
- 時空幾何化:引力被解釋為時空彎曲的效應,而非傳統意義上的“力”。
- 理論推廣:将狹義相對性原理從慣性系擴展至非慣性系,為廣義相對論奠定基礎。
5. 實驗驗證
- 經典實驗:伽利略比薩斜塔實驗(不同物體同時落地)驗證了弱等效原理。
- 現代檢驗:通過衛星實驗(如MICROSCOPE任務)驗證慣性質量與引力質量差異小于$10^{-15}$量級。
等效原理揭示了引力與加速度的深層聯繫,是理解廣義相對論時空觀的關鍵。其哲學意義在于挑戰了牛頓的絕對時空觀,将引力納入幾何框架。如需進一步了解實驗細節或數學表述,可參考廣義相對論相關文獻。
分類
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