浅析《论动体的电动力学》

向大佬爱因斯坦致敬，《论动体的电动力学》这篇论文是爱因斯坦提出狭义相对论的著作，本人想要粗浅的了解大佬想表达的意思，这些博客权当做学习笔记。

问题的提出：麦克斯韦电动力学应用到运动物体上时，会引起一些不对称。举例：法拉第电磁感应实验中，按通常的看法，磁体运动和导体运动是截然不同的两回事。但是实际上，这两种情况产生的电流相同，可以假设这两种运动是相等的。

猜想：没有绝对静止，即不存在“以太”。

公设：

(1)凡是对力学方程适用的一切坐标系，对于电动力学和光学的定律一样适用(相对性原理)。

(2)光在空虚空间里总是以一确定的速度c传播(光速不变)，这速度与发射体的运动状态无关。

在一艘匀速行驶的大船上，我们无法依靠物理实验得知船的速度。即不管大船的速度是多少，在大船上实验得到的物理定律都一样。光速c是对于参考系，如果在一个参考系中，静止的物体A发射的光速度是c，速度v的物体发射的光速度也是c。

 

在这个参考系，物体A发出的光相对于物体A的速度为c-v，猜想：若以物体A为参考系，则A发出的光速度依然是c。

由这两条公设，根据静体的麦克斯韦理论，就足以得到一个简单而又不自相矛盾的动体电动力学。

 

 

一、运动学部分

1、同时性的定义

爱因斯坦先设一个牛顿力学方程在其中有效的坐标系为“静系”。运动是关于时间的函数f(x,y,z,t),我们需要定义时间。他举例说“那列火车7点钟到达这里”是指“我的表的短指针指到7同火车到达是同时的事件”。这种定义在同一地点是可行的，但要把发生在不同地点的时间联系起来，需要A地的时间，和B地的时间，并且需要使A时间和B时间同步。

两地同时的定义：如果在空间的A点放一只钟，那么对于贴近 A 处的事件的时间，A处的一个观察者能够由找出同这些事件同时出现的时针位置来加以测定，如果．又在空间的B点放一只钟——我们还要加一句，“这是一只同放在 A 处的那只完全一样的钟。”完全一样的钟意味着A处的钟指到哪，B处的钟也指到哪。 那么，通过在 B 处的观察者，也能够求出贴近 B 处的事件的时间。但要是没有进一步的规定，就不可能把 A 处的事件同 B 处的事件在时间上进行比较；到此为止，我们只定义了“ A 时间”和“ B 时间”，但是并没有定义对于 A 和 B 是公共的“时间”。只有当我们通过定义，把光从 A 到 B 所需要的“时间”，规定为等于它从 B 到 A 所需要的“时间”，我们才能够定义 A 和 B 的公共“时间”。设在“A 时间”tA ，从 A 发出一道光线射向 B ，它在“ B 时间”, tB 。又从 B 被反射向 A ，而在“A时间”t`A回到A处。如果

那么这两只钟按照定义是同步的。

这个同步的定义是基于光速不变原理，tA、t`A是A处钟显示的时间，tB是B处钟显示的时间。光线往返在A钟需要的时间是t`A-tA，由于光程rAB和rBA相等，光到达B处时A钟显示的时间是(tA+t`A)/2，B钟显示的时间是tB，

若tB=(tA+t`A)/2

即可说明B钟与A钟同步。

推论：

1 、如果在 B 处的钟同在 A 处的钟同步，那么在 A 处的钟也就同B处的钟同步。

2 、如果在 A 处的钟既同 B 处的钟，又同 C 处的钟同步的，那么， B 处同 C 处的两只钟也是相互同步的。