m1=刚=…=k=恒量 惯 B惯 适当选取单位制:k=1得 引 证明引力质量与惯性质量相等的实验结果 实验者 实验 年代 (m惯-m=1)/m4 伽利略 落体 1610 <2×10-3 牛顿 单摆 1680 <1×103 厄阜等 扭秤 1890-1915 <3×109 迪克等 扭秤 1964 <1×10-l 布拉金斯基等扭秤 1971 <9×10-13
即 恒 量 惯 引 惯 引 = = = k = m m m m B B A A 适当选取单位制： k = 1 得 m引 = m惯 证明引力质量与惯性质量相等的实验结果 实验者 伽利略 牛顿 厄阜等 迪克等 布拉金斯基等 年 代 1610 1680 1890-1915 1964 1971 (m惯 − m引)/ m惯 3 2 10− 3 1 10− 9 3 10− 11 1 10− 13 9 10− 实 验 落体 单摆 扭秤 扭秤 扭秤
2)等效原理揭示引力场与惯性力场的内在联系 爱因斯坦理想实验之一 自由空间加速火箭(=-g) 在封闭火箭中考 查小球的运动 引力场中静止的火箭(F=mg) 小球在无引力场的加速参 非惯性系 惯考系和有引力场的惯性系 系中的运动规律相同,无法 区分。 结论:惯性力和引力等效; 惯性力场与同方向引力场 等效
2)等效原理——揭示引力场与惯性力场的内在联系 小球在无引力场的加速参 考系和有引力场的惯性系 中的运动规律相同，无法 区分。 结论：惯性力和引力等效； 惯性力场与同方向引力场 等效。 F惯 F引 惯 性 系 非 惯 性 系 a g = − 爱因斯坦理想实验之一 在封闭火箭中考 查小球的运动 自由空间加速火箭 引力场中静止的火箭 (a = −g) (F 引 = mg)
爱因斯坦理想实验之二 引力场中某一时空点 无引力场的自由空间 自由下落的升降机 匀速运动的升降机 非 惯|惯 性系 惯性系 小球在无引力场的惯性系和有引力场的加速参 考系中的运动规律相同,无法区分 结论:惯性力和引力等效;惯性力场抵消反方向 引力场
爱因斯坦理想实验之二 小球在无引力场的惯性系和有引力场的加速参 考系中的运动规律相同，无法区分。 结论：惯性力和引力等效；惯性力场抵消反方向 引力场。 无引力场的自由空间 匀速运动的升降机 惯 性 系 引力场中某一时空点 自由下落的升降机 F惯 F引 非 惯 性 系 g
局部惯性系:在小唪体积內,引力场可视为均匀, 从而可通过参考系的加速运动消除其中各点的引 力影响。这种在局部空间范围消去了引力场的参 考系称为局部惯性系。例如在引力场中自由下落 的升降机。 在一个局部惯性系中,引力 的效应消失了,其中所有物理 定律和在远离任何引力物体的 真正的惯性系中一样。反过来 说,一个在太空中加速的参考 系中将会出现表观的引力,在 这样的参考系中,物理定律就 和该参考系静止在一个引力物 体附近一样
局部惯性系：在小体积内，引力场可视为均匀， 从而可通过参考系的加速运动消除其中各点的引 力影响。这种在局部空间范围消去了引力场的参 考系称为局部惯性系。例如在引力场中自由下落 的升降机。 g g g 在一个局部惯性系中，引力 的效应消失了，其中所有物理 定律和在远离任何引力物体的 真正的惯性系中一样。反过来 说，一个在太空中加速的参考 系中将会出现表观的引力，在 这样的参考系中，物理定律就 和该参考系静止在一个引力物 体附近一样
比较经典惯性系 局部惯性系 自身有加速度,但惯性 自身无加速度 力消除了引力影响 是理想参考系 能够实际操作,在局部 范围实现 等效原理:对于一切物理过程,引力场与匀加速运 动的参考系局部等效,即引力与惯性力局部等效。 或:在引力场中的任一时空点,总能建立一个自由 下落的局部惯性系,其中狭义相对论确立的规律全 部有效。 广义相对论无引力狭义相对论
比较 自身无加速度 自身有加速度，但惯性 力消除了引力影响 是理想参考系 能够实际操作，在局部 范围实现 经典惯性系 局部惯性系 等效原理：对于一切物理过程，引力场与匀加速运 动的参考系局部等效，即引力与惯性力局部等效。 或：在引力场中的任一时空点，总能建立一个自由 下落的局部惯性系，其中狭义相对论确立的规律全 部有效。 广义相对论 狭义相对论 无引力