【物理爱情】物理定律告诉你,爱情的真相有多么残酷!( 七 )


作为普适的物理规则 , 爱情同样有相对性原理:爱情规律对所有恋爱惯性参考系都是一样的 , 都具有相同的数学形式 , 不存在任何一个特殊的恋爱惯性参考系 。
这说明 , 以上我们推导的所有爱情规律、公式 , 不以参考系的改变为转移 。 无论你现在是恋爱速度为0的单身参考系 , 还是高速运动中的热恋参考系 , 你都将遵循这些恋爱定律 ,
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该吵就得吵 , 该分就得分 , 该单就得单……
紧接上面的讨论 , 狭义相对论的另一个重要原理就是光速不变原理 。
这说明无论是相对地面静止的光源 , 还是疾驰的汽车上面打出的大灯 , 光速都是一样的 。 光速不变原理与伽利略变换是矛盾的 。 因此 , 我们必须抛弃绝对的时空观 。
2.1.2
洛伦兹变换
根据相对性原理和光速不变原理 , 可以得到洛伦兹变换:
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▲洛伦兹变换 。 左侧为正变换 , 右侧为逆变换 。
其中u是两个惯性系的相对运动速度 。 当u<<c时 , 洛伦兹变换退化为伽利略变换 。 运动物体在运动方向上尺度收缩运动物体的相对时间变慢
这就合理的解释了生活中的现象:
恋爱中的人v值很大 , 而单身的人v很小或者为零 。 他们各自并不能感受出时间的变化 , 但实际上单身狗和情侣之间的时间间隔并不相同 。 于是 , 当单身狗看到周围的情侣时 , 就会感觉他们怎么总在一起 , 有一种这对情侣已经在一起很久了的错觉 。
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情侣约会的时候 , 由于v值迅速增大 , 导致情侣间的时间尺度相对于平时的生活时间尺度变慢 , 但约会中的情侣并不能感受到这种变化 。 一旦约会结束后 , 回归到正常的时间中 , 就会发现时间已经过去了很多 。 这就是为什么情侣们总感觉自己没和他/她约会多长时间啊 , 怎么一天就过去了!
3.量子力学中的爱情
量子力学是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支 , 主要研究原子、分子、凝聚态物质 , 以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论 。 它与相对论一起构成了现代物理学的理论基础 。
3.1
黑体辐射与普朗克常量
黑体是一个理想化的模型 。 它能完全吸收各种波长的电磁波而不发生反射和透射 。
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▲维恩设计的理想黑体
黑体所辐射出的电磁波称为黑体辐射 。 黑体辐射只与黑体的温度有关 , 而与材料及表面状态等无关 。 利用黑体可以避开材料的具体性质普遍地研究热辐射本身的规律 。
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▲通过实验得到的黑体辐射规律如上图 。
为了拟合实验数据 , 人们分别提出了维恩公式和瑞利-金斯公式 。 但维恩公式在长波段与实验不符合 , 瑞利-金斯公式则在短波段是发散的 , 这被称为“紫外灾难” 。
1900年 , 德国物理学家普朗克根据实验数据拼凑了一个公式 , 这个公式可以很好地拟合实验曲线(关于普朗克公式的更多内容可以阅读此文) 。 为了解释这个公式 , 普朗克提出了能量不连续的假说 。
普朗克认为 , 能量不是连续的 , 只能取某一最小能量的整数倍 , 即频率为ν的电磁振动和原子、分子等物质发生能量转换时 , 能量不能连续变化 , 只能“量子”式地变化 , 每份“能量子”为