第5章相对论基础普通物理学程守珠

1、第五章第五章 相对论基础相对论基础5-1 伽利略相对性原理伽利略相对性原理 经典力学的时空观经典力学的时空观爱因斯坦简介爱因斯坦简介发展了量子理论发展了量子理论 创立了狭义相对论创立了狭义相对论 建立了广义相对论建立了广义相对论 明确研究的问题明确研究的问题: 事件事件：某一时刻发生在某一空间位置的事例。：某一时刻发生在某一空间位置的事例。 例如：车的出站、进站，火箭的发射，导弹的例如：车的出站、进站，火箭的发射，导弹的 爆炸，部队的出发，总攻的发起，城市的攻占爆炸，部队的出发，总攻的发起，城市的攻占 在坐标系中，一个事件对应于一组时空坐标在坐标系中，一个事件对应于一组时空坐标.两组时空坐标之

2、间的关系称为两组时空坐标之间的关系称为坐标变换坐标变换在两个惯性系（实验室参考系在两个惯性系（实验室参考系S与运动参考系与运动参考系S）中考察中考察同一物理事件同一物理事件1. 伽利略伽利略相对性原理相对性原理两个参考系两个参考系（约定系统）（约定系统）OO,重合时，重合时，0 tt计时开始。计时开始。 如图，如图，S，S相应坐相应坐标轴保持平行，标轴保持平行，X，X 轴重合，轴重合， S 相对相对 S 以以速度速度 u 沿轴作匀速直沿轴作匀速直线运动。线运动。xSuPSxyOr),(tzyxyOr),(tzyx事件：事件： t 时刻，物体到达时刻，物体到达 P 点点S tzyxr, tzyx

3、v,aS tzyxr , tzyxv ,a xSuPSxyOr),(tzyxyOr),(tzyx伽利略变换伽利略变换变换分量式变换分量式utxx yy zz ttttzzyytuxx速度变换速度变换trvdd trv ddPxyouyoSS xutxZZ正变换正变换SS逆变换逆变换SS加速度变换加速度变换zzyyxxvvvvuvv zzyyxxaaaatuaaddcuzzyyxxaaaaaa正正逆逆惯性系惯性系zzyyxxaaaatuaaddzzyyxxvvvvuvv zzyyxxaaaaaa在两个惯性系中在两个惯性系中aa同一质点在两个不同惯性系中的加速度总是相同的。同一质点在两个不同惯性系

4、中的加速度总是相同的。SFmaFSma牛顿力学中：牛顿力学中：相互作用是客观的，力与参考系无关。相互作用是客观的，力与参考系无关。质量的测量与运动无关。质量的测量与运动无关。amFamFaa 据伽利略变换据伽利略变换伽利略相对性原理伽利略相对性原理宏观低速物体的力学规律在任何惯性系中形式相同宏观低速物体的力学规律在任何惯性系中形式相同或或 牛顿力学规律在伽利略变换下形式不变牛顿力学规律在伽利略变换下形式不变或或 牛顿力学规律是伽利略不变式牛顿力学规律是伽利略不变式S2021012211vmvmvmvmS2021012211vmvmvmvm如：动量守恒定律如：动量守恒定律据伽利略变换，可得到经典

5、时空观据伽利略变换，可得到经典时空观（1）同时的绝对性）同时的绝对性在同一参照系中，两个事件同时发生在同一参照系中，两个事件同时发生21tt 据伽利略变换，在另一参照系中，据伽利略变换，在另一参照系中，21tt在其他惯性系中，两个事件也一定同时发生。在其他惯性系中，两个事件也一定同时发生。同时的绝对性。同时的绝对性。2.经典力学时空观经典力学时空观（2）时间间隔的测量是绝对的）时间间隔的测量是绝对的在同一参照系中，两个事件先后发生，其间隔为在同一参照系中，两个事件先后发生，其间隔为12ttt在其他惯性系中，两个事件的时间间隔不变。在其他惯性系中，两个事件的时间间隔不变。时间间隔的绝对性。时间间

6、隔的绝对性。据伽利略变换，据伽利略变换， 在另一参照系中，在另一参照系中，tttttt12（3）长度测量的绝对性）长度测量的绝对性1x2xYX 当杆的方向沿轴方向时，长当杆的方向沿轴方向时，长度是杆的两端的坐标差，但必须度是杆的两端的坐标差，但必须同时测量。同时测量。静止系中可不同时测静止系中可不同时测运动系中同时测运动系中同时测运动系中不同时测运动系中不同时测静止系中，杆的长度为静止系中，杆的长度为12xxl运动系中，杆的长度为运动系中，杆的长度为12xxl据伽利略变换据伽利略变换utxx11utxx22lxxxxl212长度测量是绝对的。长度测量是绝对的。1x2xYXu1x2xYXu运动系

7、中同时测运动系中同时测运动系中不同时测运动系中不同时测静止系中，杆的长度为静止系中，杆的长度为12xxl运动系中，杆的长度为运动系中，杆的长度为12xxl据伽利略变换据伽利略变换utxx11utxx22lxxxxl212长度测量是绝对的。长度测量是绝对的。1x2xYXu1x2xYXu5-2 5-2 狭义相对论基本原理狭义相对论基本原理 洛仑兹坐标变换式洛仑兹坐标变换式1.1.狭义相对论的基本原理狭义相对论的基本原理1) 1) 电磁场方程组不服从伽利略变换电磁场方程组不服从伽利略变换2) 2) 光速光速c c是常量是常量不论从哪个参考系中测量不论从哪个参考系中测量迈克耳逊迈克耳逊莫雷（莫雷（Mi

8、chelsonMorleg）实验）实验 以伽利略变换为基础来观测地球上各个方上以伽利略变换为基础来观测地球上各个方上光速的差异。由于地球自转，据伽利略变换，地光速的差异。由于地球自转，据伽利略变换，地球上各个方向上光速是不同的，在随地球公转的球上各个方向上光速是不同的，在随地球公转的干涉仪中应可观测到条纹的移动。干涉仪中应可观测到条纹的移动。 迈克耳逊迈克耳逊莫雷实验没有观测到预期的条莫雷实验没有观测到预期的条纹移动，称为纹移动，称为零结果零结果，说明光速不变。，说明光速不变。牛顿力学的困难牛顿力学的困难 爱因斯坦提出：爱因斯坦提出：（1）一切物理规律在任何惯性系中形式相同一切物理规律在任何惯

9、性系中形式相同 相对性原理相对性原理（2）光在真空中的速度与发射体的运动状态无关光在真空中的速度与发射体的运动状态无关 光速不变原理光速不变原理1) 爱因斯坦爱因斯坦的理论是的理论是牛顿牛顿理论的发展理论的发展爱因斯坦相对论适用于一切物理规律。爱因斯坦相对论适用于一切物理规律。牛顿理论适用于牛顿理论适用于力学规律。力学规律。狭义相对论的基本原理狭义相对论的基本原理注意：注意：2) 2) 光速不变与伽利略的速度相加原理针锋相对光速不变与伽利略的速度相加原理针锋相对3) 3) 观念上的变革观念上的变革牛顿力学牛顿力学均与参考系无关均与参考系无关狭义相对狭义相对论力学论力学长度、时间测量的相对性长度

10、、时间测量的相对性（与参照系有关）（与参照系有关）光速不变光速不变速度与参考系有关速度与参考系有关( (相对性相对性) )时间标度时间标度长度标度长度标度质量的测量质量的测量2. 洛仑兹坐标变洛仑兹坐标变 换式的推导换式的推导tzyxPS,中中在在tzyxPS,中中在在问题：问题：寻找寻找xSuPSxyOr),(tzyxyOr),(tzyx对同一客观事件对同一客观事件两个参考系中相应的两个参考系中相应的坐标值之间的关系坐标值之间的关系,0 时时 ttOO、重合，且在此发出闪光。重合，且在此发出闪光。经一段时间光传到经一段时间光传到 P 点（事件）点（事件）在约定的系统中，在约定的系统中，222

11、2211cuxcuttzzyycuutxx坐标变换式坐标变换式正变换正变换由客观事实是确定的：由客观事实是确定的： tzyx , tzyx,对应唯一的对应唯一的设设根据上述四式，利用比较系数法，可确定系数根据上述四式，利用比较系数法，可确定系数txxtxtyyzz推导：推导：狭义相对论狭义相对论牛顿力学牛顿力学zzyy 有有在在 u c 情况下情况下22222tczyx22222tczyxxSuPSxyOr),(tzyxyOr),(tzyx由光速不变原理：由光速不变原理：令令211则则正变换正变换逆变换逆变换xcttzzyyutxxcuxcttzzyytuxx正变换正变换xcttzzyyutx

12、x讨论讨论ttzzyyutxx伽利略变换伽利略变换2) u c , 1变换无意义变换无意义速度有极限速度有极限cu)3时间时间 与与 均有关，均有关，为时空坐标；为时空坐标；tux,t例题例题5-1 甲乙两人所乘飞行器沿甲乙两人所乘飞行器沿X 轴作相对运动轴作相对运动。甲测得两个事件的时空坐标为。甲测得两个事件的时空坐标为x1=6 104m ， y1=z1=0，t1=2 10-4 s ； x2=12 104m， y2=z2=0， t2=1 10-4 s，若乙测得这两个事件同时发生于，若乙测得这两个事件同时发生于t 时时刻，问：刻，问： （1）乙对于甲的运动速度是多少？）乙对于甲的运动速度是多少

13、？ （2）乙所测得的两个事件的空间间隔是多少？）乙所测得的两个事件的空间间隔是多少？xcutt2211解：解：（1）设乙对甲的运动速度为）设乙对甲的运动速度为 ，由洛仑兹变换，由洛仑兹变换u可知可知, 乙所测得的这两个事件的时间间隔是乙所测得的这两个事件的时间间隔是212212121xxcutttt按题意，按题意，, 代入已知数据，有代入已知数据，有012 tt22442441)1061012()102101 (0cucu由此解得乙对甲的速度为由此解得乙对甲的速度为2cu 根据洛仑兹变换根据洛仑兹变换utxx211可知可知, 乙所测得的两个事件的空间间隔是乙所测得的两个事件的空间间隔是mttu

14、xxxx421212121020. 51由此解得乙对甲的速度为由此解得乙对甲的速度为2cu 根据洛仑兹变换根据洛仑兹变换utxx211可知可知, 乙所测得的两个事件的空间间隔是乙所测得的两个事件的空间间隔是mttuxxxx421212121020. 515-3 5-3 相对论速度变换式相对论速度变换式考虑一质点考虑一质点 P 在空间的运动，从在空间的运动，从 S 和和 S系来系来看，速度分别是：看，速度分别是： uuuuuuzyxzyxuu,根据速度的定义：根据速度的定义：tztytxtztytxuuuuuuzyxzyxdd,dd,dddd,dd,dd由洛仑兹坐标变换由洛仑兹坐标变换221dd

15、cuuvtxx22211ddcuvcuttxtxvxddtxvxdd上面两式之比上面两式之比xxxvcuuvv21由洛仑兹变换知由洛仑兹变换知tytyddddtttydddd22211ddcuvcuttx22211cuvcuvvxyy22211cuvcuvvxzz由上两式得由上两式得同样得同样得洛仑兹速度变换式洛仑兹速度变换式正变换正变换逆变换逆变换xxxvcuuvv2122211cuvcuvvxyy22211cuvcuvvxzzxxxvcuuvv2122211cuvcuvvxyy22211cuvcuvvxzz说说 明明b. 在洛仑兹速度变换下，光速不变。在洛仑兹速度变换下，光速不变。a. 在

16、在 的情况，上式即变为伽利略速度变换式。的情况，上式即变为伽利略速度变换式。vc 在地面上测到有两个飞船在地面上测到有两个飞船a、b分别以分别以 +0.9c和和-0.9c的速度沿相反的方向飞行的速度沿相反的方向飞行, 如图所示。求飞船如图所示。求飞船a 相对于飞船相对于飞船b 的的 速度有多大。速度有多大。 y y x x b a 0.09c0.09c例题例题5-2解解 设设K系被固定在飞船系被固定在飞船b上，则飞船上，则飞船b在其在其 中为静止，而地面对此参考系以中为静止，而地面对此参考系以v=0.9c 的速度运动。以地面为参考系的速度运动。以地面为参考系K，则飞，则飞 船船a相对于相对于K

17、系的速度按题意为系的速度按题意为ux=0.9c 可求得飞船可求得飞船a对对K系的速度，亦即相对于系的速度，亦即相对于 飞船飞船b的速度：的速度：cccccuvvuuxxx994. 081. 180. 19 . 09 . 019 . 09 . 012 两者大相径庭。相对论给出两者大相径庭。相对论给出uxc。一。一般地说，按相对论速度变换，在般地说，按相对论速度变换，在v和和u都小都小于于c的情况下，的情况下，u不可能大于不可能大于c。ccccuuxx819090.如用伽里略速度变换进行计算，结果为：如用伽里略速度变换进行计算，结果为： 两者大相径庭。相对论给出两者大相径庭。相对论给出uxc。一。

18、一般地说，按相对论速度变换，在般地说，按相对论速度变换，在v和和u都小都小于于c的情况下，的情况下，u不可能大于不可能大于c。ccccuuxx819090.如用伽里略速度变换进行计算，结果为：如用伽里略速度变换进行计算，结果为：5-4 狭义相对论的时空观狭义相对论的时空观1.1.同时的相对性同时的相对性 在牛顿力学中，时间是绝对的。两事件在惯在牛顿力学中，时间是绝对的。两事件在惯性系性系 S S 中观察是同时发生的，那么在另一惯性中观察是同时发生的，那么在另一惯性系系SS中观察也是同时发生的。中观察也是同时发生的。 狭义相对论则认为：这两个事件在惯性系狭义相对论则认为：这两个事件在惯性系S S

19、中观察是同时的，而在惯性系中观察是同时的，而在惯性系SS观察就不会再观察就不会再是同时的了。这就是狭义相对论的同时相对性。是同时的了。这就是狭义相对论的同时相对性。以上说明同时性是相对的。以上说明同时性是相对的。 cvcxvtt2221 0 t则则xxxt120 设在惯性系设在惯性系 中，不同地点中，不同地点 和和 同时发生两个事件，即：同时发生两个事件，即：2x 1x s注意：注意：a. 发生在同一地点的两个事件，同时性是绝对的，发生在同一地点的两个事件，同时性是绝对的， 只有对发生在不同地点的事件同时性才是相对的。只有对发生在不同地点的事件同时性才是相对的。b b. .只有对没有因果关系的

20、各个事件之间，先后次序只有对没有因果关系的各个事件之间，先后次序 才有可能颠倒。才有可能颠倒。c c. .在低速运动的情况下，在低速运动的情况下， vc 1 tt 时得时得。2. 长度缩短长度缩短利用洛仑兹利用洛仑兹变换式有：变换式有：222222111;1cuutxxcuutxxs 在在 系观察者同时测棒两端的坐标，棒长为两坐系观察者同时测棒两端的坐标，棒长为两坐标的差。即标的差。即 Lxx21 在在 S S 系中的观测者认为棒相对系中的观测者认为棒相对 S S 系运动，测得系运动，测得长度应该为长度应该为Lxx 212212121cuxxxxLLcuLL221结论：结论： 从对物体有相对速

21、度的参考系中所测得的沿速从对物体有相对速度的参考系中所测得的沿速度方向的物体长度，总比与物体相对静止的参考系度方向的物体长度，总比与物体相对静止的参考系中测得的长度为短。中测得的长度为短。说明：说明： 相对论相对论“尺缩效应尺缩效应”是相对论的时空属性，和是相对论的时空属性，和平常看到远处物体变小是两回事。平常看到远处物体变小是两回事。由于由于 SS以一定的速度运动。根据洛仑兹变换式有：以一定的速度运动。根据洛仑兹变换式有：)()(222222122111cxutcutcxutcut 同长度不是绝对的一样，时间也不是绝对的。同长度不是绝对的一样，时间也不是绝对的。设在设在SS系中一固定坐标处有

22、一只静止的钟，记录在系中一固定坐标处有一只静止的钟，记录在该处前后发生的两个事件，两事件的时间间隔为：该处前后发生的两个事件，两事件的时间间隔为： 而有而有 S S 系中的钟所记录两时间的时间间隔为：系中的钟所记录两时间的时间间隔为： ttt21 ttt 213.3.时间的膨胀时间的膨胀ttttcutt)(1122212（1 1）运动时钟的变慢完全是相对论的时空效应，）运动时钟的变慢完全是相对论的时空效应， 与钟的具体结构和其他外界因素无关。与钟的具体结构和其他外界因素无关。（2 2）运动时钟变慢在粒子物理学中有大量的）运动时钟变慢在粒子物理学中有大量的 实验证明。实验证明。4.4.两种时空观

23、对照两种时空观对照经典时空观：经典时空观：相对论时空观：相对论时空观： 空间是绝对的，时间是绝对的，空间、时间空间是绝对的，时间是绝对的，空间、时间和物质运动三者没有联系。和物质运动三者没有联系。a.时间、空间有着密切联系，时间、空间与物质时间、空间有着密切联系，时间、空间与物质 运动是不可分割的。运动是不可分割的。b.b.不同惯性系各有自己的时间坐标，并相互发现不同惯性系各有自己的时间坐标，并相互发现 对方的钟走慢了。对方的钟走慢了。 c.不同惯性系各有自己的空间坐标，并相互发现不同惯性系各有自己的空间坐标，并相互发现 对方的对方的“尺尺”缩短了。缩短了。 d.作相对运动的两个惯性系中所测得

24、的运动物体作相对运动的两个惯性系中所测得的运动物体 的速度，不仅在相对运动的方向上的分量不同，的速度，不仅在相对运动的方向上的分量不同， 而且在垂直于相对运动方向上的分量也不同。而且在垂直于相对运动方向上的分量也不同。 e.光在任何惯性系中传播速度都等于光在任何惯性系中传播速度都等于 C ，并且是，并且是 任何物体运动速度的最高极限。任何物体运动速度的最高极限。f.在一个惯性系中同时发生的两事件，在另一惯在一个惯性系中同时发生的两事件，在另一惯 性系中可能是不同时的。性系中可能是不同时的。 c.不同惯性系各有自己的空间坐标，并相互发现不同惯性系各有自己的空间坐标，并相互发现 对方的对方的“尺尺

25、”缩短了。缩短了。 d.作相对运动的两个惯性系中所测得的运动物体作相对运动的两个惯性系中所测得的运动物体 的速度，不仅在相对运动的方向上的分量不同，的速度，不仅在相对运动的方向上的分量不同， 而且在垂直于相对运动方向上的分量也不同。而且在垂直于相对运动方向上的分量也不同。 e.光在任何惯性系中传播速度都等于光在任何惯性系中传播速度都等于 C ，并且是，并且是 任何物体运动速度的最高极限。任何物体运动速度的最高极限。f.在一个惯性系中同时发生的两事件，在另一惯在一个惯性系中同时发生的两事件，在另一惯 性系中可能是不同时的。性系中可能是不同时的。 5-5 狭义相对论动力学基础狭义相对论动力学基础

26、1. 相对论力学的基本方程相对论力学的基本方程 牛顿力学中，动量牛顿力学中，动量vmp a. .在洛氏变换下保持不变在洛氏变换下保持不变; ;b. .在在 的条件下，还原为牛顿力的条件下，还原为牛顿力学的学的 动量形式。动量形式。0cvm ：不随物体运动状态而改变的恒量。：不随物体运动状态而改变的恒量。 相对论动量必须满足以下两个条件：相对论动量必须满足以下两个条件：10vcpmvcv 0221pm v P相对论性质量：相对论性质量：cvmm2201 m0静止质量静止质量由此，得相对论动量：由此，得相对论动量：vpcvm22010 0vc1 1mmv c 0221m0m说明：说明：b.当当 时

27、，时， 即不论对物体加多大的力，即不论对物体加多大的力， 也不可能再使它的速度增加也不可能再使它的速度增加。cvm c. .当当 时，必须时，必须 即以光速运动的物即以光速运动的物 体是没有静止质量的。体是没有静止质量的。vc 00 md. 相对论力学基本方程相对论力学基本方程vmpFvtcvm)(2201dd上式方程满足相对性原理上式方程满足相对性原理amF0a. .在在 时时， 。 0mm vc 在在 的条件下：的条件下：vc 2. 质量与能量的关系质量与能量的关系2.1 相对论动能相对论动能 设一质点在变力作用下，由静止开始沿设一质点在变力作用下，由静止开始沿X 轴作轴作一维运动，根据动

28、能定律：一维运动，根据动能定律：sdFdEk)( vvdmvvmdvvmd)(sddtvmd)(dmvvdvm2dmvmvdv2dmvdmmccvcvm2022322220)1 (1dmcdmvdmcvc22222)1 (cmcmEk202质点沿任一路径从静止运动到某处，有质点沿任一路径从静止运动到某处，有dmcsdFdEmmsEkk0200)()(183211114422202220cvcvcmcvcmEk 上式表明：质点以速率上式表明：质点以速率 运动时所具有的运动时所具有的能量能量 ，与质点静止时所具有的能量，与质点静止时所具有的能量 之差，等于质点相对论性的之差，等于质点相对论性的动能

29、动能v2mccm20 在在 的条件下：的条件下：vc vmEk2021经典情况经典情况EEEk0cmEmck202mcE22.2 相对论总能量相对论总能量说明：说明： a. 物体处于静止状态时，物体也蕴涵着相当物体处于静止状态时，物体也蕴涵着相当 可观的静能量。可观的静能量。 b. 相对论中的质量不仅是惯性的量度，而且相对论中的质量不仅是惯性的量度，而且 还是总能量的量度。还是总能量的量度。 c. 如果一个系统的质量发生变化，能量必有如果一个系统的质量发生变化，能量必有 相应的变化。相应的变化。 d. 对一个孤立系统而言，总能量守恒，总质对一个孤立系统而言，总能量守恒，总质 量也守恒。量也守恒

30、。3.3.动量与能量的关系动量与能量的关系sdFdEk只考虑机械运动对应得能量增量，此时只考虑机械运动对应得能量增量，此时kdEdEvpdsddtpdvdpkdEmcEdE2pdpcvdpmc22222221)(210pcEE两边积分得：两边积分得：224204221)(21pccmcm22242042Epccmcm动量与能量的关系动量与能量的关系方法二：方法二：42022202)(cmpcEEEk两边展开两边展开224202024202pccmEcmEcmkk22202022pcEcmcmmcEkk22202pccmmcEk02mmpEk经典情况经典情况mpEk22例题例题 设有两个静止质量

31、都是设有两个静止质量都是 m0 的粒子，以大小的粒子，以大小 相同、相同、 方向相反的速度相撞，反应合成一方向相反的速度相撞，反应合成一 个复合粒子。试求这个复合粒子的静止质量个复合粒子。试求这个复合粒子的静止质量 和速度。和速度。220212cmMcMVvmvm0020012mM0MM 式中式中 M 和和 V 分别是复合粒子的质量和速度。分别是复合粒子的质量和速度。显然显然V=0，这样，这样而而解：解：设两个粒子的速率都是设两个粒子的速率都是 v，由动量守恒和能，由动量守恒和能 量守恒定律得量守恒定律得这表明复合粒子的静止质量这表明复合粒子的静止质量 M0 大于大于 2m0，两者，两者的差值

32、的差值22022102020cKEmmmM式中式中 Ek 为两粒子碰撞前的动能。由此可见，与为两粒子碰撞前的动能。由此可见，与动能相应的这部分质量转化为静止质量，从而使动能相应的这部分质量转化为静止质量，从而使碰撞后复合粒子的静止质量增大了。碰撞后复合粒子的静止质量增大了。*5-6 广义相对论简介广义相对论简介 狭义相对论认为：在所有惯性坐标系中，物理狭义相对论认为：在所有惯性坐标系中，物理学定律都具有相同的表达式。在非惯性系中，物理学定律都具有相同的表达式。在非惯性系中，物理规律又将如何呢？规律又将如何呢？ 爱因斯坦从非惯性系入手，研究与认识了等效爱因斯坦从非惯性系入手，研究与认识了等效原理

33、，进而建立了研究引力本质和时空理论的广义原理，进而建立了研究引力本质和时空理论的广义相对论。相对论。广义相对论的等效原理广义相对论的等效原理 一观测者在火箭舱里做自由落体实验。一观测者在火箭舱里做自由落体实验。 在在(b)(b)中火箭静止在地面惯性系上，他将看到中火箭静止在地面惯性系上，他将看到质点因引力作用而自由下落；质点因引力作用而自由下落； 在在(a)(a)中火箭不受引力作用而孤立，质点静止，中火箭不受引力作用而孤立，质点静止，但当火箭突然获得一定的向上的加速度（非惯性但当火箭突然获得一定的向上的加速度（非惯性系），观测者将观测到和（系），观测者将观测到和（b b）中完全相同的自由）中完全相同的自由落体运动。落体运动。 如果不知舱外情况，此该观测者无法判断自己如果不知舱外情况，此该观测者无法判断自己究竟是在自由空间相对于恒星做加速运动呢还是静究竟是在自由空间相对于恒星做加速运动呢还是静止在引力场中！因为惯性质量相等。止在引力场中！因为惯性质量相等。 等效原理：等效原理：在处于均匀的恒定引力场影响下的在处于均匀的恒定引力场影响下的惯性系中，所发生的一切物理现象，可以和一个不惯性系中，所发生的一切物理现象，可以和一个不受引力影响，但以恒定加速度运动的非惯性系内的受引力影响，但以