相對論

相對論是愛因斯坦提出的時空理論：狹義相對論（1905）揭示時間膨脹和質能互換，廣義相對論（1915）將重力解釋為時空彎曲。

背景知識

理解此概念前需要先掌握：

• 古典物理學 — 相對論修正了牛頓力學在高速運動下的不足

詳細說明

狹義相對論（1905）

愛因斯坦基於兩個假設：

1. 物理定律在所有慣性參考系中形式相同
2. 光在真空中的速度恆定不變（約 3 × 10⁸ m/s）

由此推導出：

• 時間膨脹：高速運動的鐘走得較慢
• 長度收縮：高速運動的物體長度變短
• 質能互換公式 E = mc²：質量和能量等價，極小的質量可轉換為巨大的能量

廣義相對論（1915）

• 重力不是「力」，而是質量造成的時空彎曲
• 大質量天體（如太陽）使周圍的時空彎曲，其他物體沿彎曲時空運動
• 預測大質量天體會使光線偏折，1919 年英國天文學家在日全蝕期間觀測到星光被太陽偏折，驗證了廣義相對論

常見錯誤

此段為 LLM 增強內容，教材原文未提及。

1. 錯誤認知：相對論說一切都是「相對的」
   • 正確理解：相對論的核心是光速「絕對不變」，而非一切相對
2. 易混淆概念：E = mc² 意味著質量可以「消失」
   • 區別：質量轉換為能量，總的質量-能量守恆

相關概念

• 質能互換公式 — E = mc²
• 量子論 — 近代物理的另一支柱
• 核分裂與核融合 — 質能互換的實際應用

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