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(重定向自参考坐标)
参考系(又称参照系、参考坐标),在物理学中指用以测量并记录位置、定向以及其他物体属性的坐标系;或指与观测者的运动状态相关的观测参考系;又或同指两者。
各种参考系
参考系有许多种,所以在提到参考系时,常会在前面加上字词指定是哪一种参考系,如笛卡儿坐标系。人们也会指定参考系的属性:旋转参考系强调参考系的运动状态,伽利略参考系强调系与系之间的变换法,而宏观或微观参考系则强调参考系的尺度大小[1]。
“观测者参考系”强调的是运动的状态,而非某种特定坐标系的选择,或是用于观测的仪器。这种用法能够研究观测者的运动对坐标系的影响,无论观测者使用的坐标系是哪一种。另一方面,当观测者的运动状态并非主要的针对点时,不同的“参考系”能够利用不同系统的对称性,来简化计算的过程。更广义的来说,许多物理学中的问题都用到广义坐标、实模态或特征矢量,这些都和时间和空间没有直接的关系。下文因此有必要分开叙述各种参考系,把观测者参考系、坐标系及观测仪器作为独立的概念来看,如下:
- 观测者参考系(如惯性参考系或非惯性参考系)是与运动状态有关的物理概念。
- 坐标系为一个数学概念,是用于描述物理问题一种语言。所以,在一个观测者参考系中的观测者可以选用各种各样的坐标系(笛卡尔坐标系、极坐标系、曲线坐标系、广义坐标系等等)来描述从该参考系中观测到的现象。坐标系的改变并不影响观测者本身的运动,也就不会影响这个观测者的“观测者参考系”。某一些坐标系比另一些更适合描述特定的物理问题,在同一个观测者参考系中,可以任选其一。
- 对量度或观测工具的选择独立于观测者的运动状态和其选用的坐标系。
惯性参考系
两辆车以不同的均速在路面行驶[2]。在某一时刻,它们间隔200米。前方的那辆车以每秒22米的速度行驶,随后的那辆车以每秒30米的速度行驶。要计算第二辆车在多久后会赶上第一辆车,我们可以使用三个参考系的其中一个。
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参考文献
- ↑ 相对性原理与最优参照系,天涯社区, 2005-10-14
- ↑ 存在于时间之外是有可能的吗?看看科学家怎么说,新浪, 2019-10-9