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日常生活中不为人知的相对论效应

摘要: 相对论是20世纪最著名的科学理论之一，爱因斯坦在1905年时就形成了相对论的概念，该理论可以被用来预测包括黑洞在内的天体行为。相对论最吸引人的地方在于时间上的相对性 ...

相对论是20世纪最著名的科学理论之一，爱因斯坦在1905年时就形成了相对论的概念，该理论可以被用来预测包括黑洞在内的天体行为。相对论最吸引人的地方在于时间上的相对性，以接近光速旅行时，宇航员的时间会变慢。我们日常生活中也会用遇到相对论的概念，正是相对论改变了我们的世界。

黄金的黄颜色也涉及到相对论的原理，可见相对论统治着我们生活中的方方面面。大多数金属是有光泽的，这是因为电子轨道跃迁的缘故，由于电子的移动速度足够快，其相对论质量是显著增加的，在黄金中，光被吸收并重新发射的波长接近黄色光，因此我们看到的黄金是黄色的。
黄金为什么不容易腐蚀也涉及到相对论原理，黄金内电子的相对论效应是主要原因，其最外层只有一个电子，但仍然不如钙、锂等活泼。这是因为金原子的最外层电子更接近原子核，半径较小，因此黄金也不太容易与其他物质发生反应，稳定性较高。


与金类似，汞之所以呈现液态，其也受到相对论原理的影响，其原子之间的键能较弱，所以水银通常是液体。
全球定位系统应用了相对论的概念，根据相对论的解释，接近光速的飞船与地球上的人们拥有不同的时间，这一点也体现在轨道卫星上，虽然卫星的速度没有接近光速，但也远远超过地球表面上的物体，因此卫星上的时间就会出现时间膨胀，大约有7微秒的差距，反馈到定位上就相差了数公里。

相对论的另一个应用领域是输电线路，我们日常使用的电来自远距离的高压输电，而其中也涉及到相对论的问题。许多人都有疑惑，相对论更多涉及时空上的解释，为何与输电线路有关？这是因为美国波莫纳学院的物理学教授托马斯·莫尔使用相对论原理证明了法拉第电磁感应定律，确认了变化的磁场可产生电流，这个结论是正确的。


现在已经基本淘汰的CRT电视机中的电子速度高达光速的30%！因此在设计偏转磁铁的时候必须考虑相对论效应。




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