黃道坐標系 - 網路之家

    與參考體相固連的整個延伸空間。參考體是用來確定物體的位置和描述它的機械運動而選作標準的另一個物體。為了用數值表達一個物體的位置，可在參考體上設置坐標系，稱為參考坐標系。參考系和參考坐標系都可以任意選擇，但同一個運動在不同參考系中的表現形式是不同的。通常按照問題的實際情況選取適當的參考體。例如，當火箭從地球表面起飛時，宜用地球做參考體；當航天器成為繞太陽運動的人造行星時，宜用太陽做參考體。由此可見，一切力學現象只能相對於所選定的參考系進行觀察、描述和研究。在同一參考繫上可有不同的參考坐標系，它們對同一個物體的位置坐標的值雖然不同，但有確定的幾何關係聯繫著。為了能對物體運動作定量描述，常直接引用參考坐標系。    

    按I.牛頓的觀點，絕對運動是相對於絕對靜止參考系而言的。這就是說，自然界中存在一絕對靜止的空間，即絕對空間。根據近代的觀點，絕對空間並無客觀意義。19世紀的物理學家為了解釋J.C.麥克斯韋的電磁理論與牛頓力學中相對性原理的矛盾，曾假設空間充滿一種沒有質量且不流動的彈性介質「以太」(ether)，電磁波被看成「以太」的振動。相對於「以太」靜止的參考系就代表絕對靜止的參考系。在此參考系中的電磁現象具有特殊性質，從而導致慣性坐標系對於描述電磁現象是不均等的論點。1887年A.A.邁克耳孫和E.W.莫雷發表的著名的實驗結果，表明「以太」效應是不能檢測到的。此後其它一些實驗也表明不能找到靜止參考系。因此，A.愛因斯坦，指出，絕對靜止是根本沒有的。    

    愛因斯坦在1905年發表的著名論文《論動體的電動力學》中提出了狹義相對論兩條基本假設，即相對性原理和光速不變性。這兩條假設是狹義相對論的基礎，許多牛頓力學所不能解釋的現象，可用狹義相對論精確地描述。愛因斯坦的相對性原理指出：包括力學、電動力學、光學等在內的物理學各定律，在所有慣性參考系中都是相同的。即慣性坐標系對描述物理現象是平等的，沒有特殊的絕對靜止的參考系，絕對空間是無意義的。   
    
   慣性參考系   
   對慣性定律成立的參考系，簡稱慣性系。經典力學的相對性原理指出，一切力學規律在相互作勻速運動而無轉動的參考系中都是相同的。在一個作勻速直線運動的密封座艙中的觀察者，無法通過內部的力學實驗來判斷座艙相對於恆星是靜止的還是在作勻速運動的，他只有朝窗外看才能知道，但仍然無法判斷究竟是座艙還是恆星在運動。另一方面，參考繫在力學上的這種等效，並非對任意運動的參考系都成立。在顛簸運行的火車裡和在作勻速運動的火車裡，力學運動並不服從同樣的定律。在精確地寫相對於地球的運動方程時，必須考慮地球的轉動。一個參考系，如果自由質點在其中作非加速運動，就稱為慣性參考系或伽利略參考系，所有相互作非加速運動而無轉動的參考系都是慣性參考系。    

    判斷一個特定參考系是不是慣性系，取決於能以多大的精確度去測出這個參考系的微小加速度效應。在地面上的一般工程動力學中，由於地球的自轉角速度較小，地面上一點的向心加速度很小，可取與地球固連的坐標系作為慣性參考系。在一些必須把地球自轉計算在內的問題中，例如研究陀螺儀表的漂移時，可採用地球中心坐標系作為近似的慣性參考系，其原點與地球中心重合，軸指向所認定的恆星。天文學中則採用黃道坐標系或銀道坐標系作為慣性參考系。地球表面赤道上一點的向心加速度為3.4厘米/秒 ，地球繞太陽公轉的向心加速度為0.6厘米/秒 ，太陽繞銀河系中心轉動的向心加速度約為3×10 厘米/秒 。從以上數據可看出所選取的慣性參考系的近似程度。    
 
 
  
 作者： 於是我說  2006-3-24 02:04 　 回復此發言    
 
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2 學習相對論的基礎知識 - 參考系[參照系]