狭义相对论几何的一种新型可视化
经典物理
2016-04-06 v2
摘要
狭义相对论（SR）的数学处理和图形表示已经成熟，但其蕴含的深刻含义仍然难以可视化。本文提出了一种对SR几何的新的图形解释，通过补充标准著作，可以更直观的方式帮助理解SR及其基本原理。从光速对任何惯性观察者保持不变的公理出发，将测地线表示为在一组发散参考系下复平面上具有恒定角度的直线。所得曲线为对数螺线，这种对测地线的视角被进一步扩展，以原创的方式阐释了相对论多普勒效应、时间膨胀、长度收缩、双生子佯谬和相对论雷达距离，同时保留了SR的基本数学关系。使用计算机生成的光子轨迹图形表示，可以直观地比较相对论关系与其经典对应关系，从而将速度趋于相对论时SR的后果可视化。该模型可以容易地扩展到其他情况，并可能通过几何可视化为呈现对SR的新理解提供帮助。
引用
@article{arxiv.1511.02197,
title = {A Novel Visualization of the Geometry of Special Relativity},
author = {John H. Marr},
journal= {arXiv preprint arXiv:1511.02197},
year = {2016}
}
备注
Preprint of an article accepted for publication in Int. J. Mod. Phys. C, 21 Oct 2015. DOI 10.1142/S0129183116500558