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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上狹義相對論基本原理伽利略相對性原理 經(jīng)典力學(xué)的時空觀一、伽利略(牛頓力學(xué))相對性原理對力學(xué)規(guī)律而言,所有的慣性系都是等價的或在一個慣性系中,所作的任何理學(xué)實驗都不能夠確定這一慣性系本身是靜止?fàn)顟B(tài),還是勻速直線運動。 力學(xué)中不存在絕對靜止的概念,不存在一個絕對靜止優(yōu)越的慣性系。二、伽利略坐標(biāo)變換式 經(jīng)典力學(xué)時空觀設(shè)當(dāng)與重合時作為記時的起點 同一事件:系中 系中 按經(jīng)典觀念: 或 所謂絕對時空:1、時間:時間間隔的絕對性與同時的絕對性,即。時間是與參照系無關(guān)的不變量。2、空間:若有一把尺子,兩端坐標(biāo)分別為中:中: 有由得,即:長度(空間間隔)是與參照系無關(guān)的不變量或長度(
2、空間間隔)的絕對性。 即且認(rèn)為 因此:在中,有,得中由牛頓的絕對時空以及“絕對質(zhì)量”的概念,得到牛頓相對性原理。 總結(jié):牛頓定律在所有慣性系都具有相同的表述形式,即牛頓定律在伽利略變換下是協(xié)變的,牛頓力學(xué)符合力學(xué)相對性原理。三.引子:相對論主要是關(guān)于時空的理論 局限于慣性參考系的理論稱為狹義相對論,推廣到一般參考系和包括引力場在內(nèi)的理論稱為廣義相對論。 牛頓力學(xué)的困難:例子:打排球,發(fā)點球超新星爆發(fā)過程中光線傳播引起的疑問,如“蟹狀星云”有較為祥實的記載。“客星”最初出現(xiàn)于公元1054年,歷時23天,往后慢慢暗下來,直到1056年才隱沒。 按牛頓觀點:km.s-1光年會持續(xù)25年,能看到超新星
3、開始爆發(fā)時發(fā)出的強光,其實不然電動力學(xué)的例子 物理規(guī)律需要用一定參考系來表述麥克斯韋方程組波動方程真空中光速c以太參考系尋找以太參考系尋找到? 愛因斯坦提出:所面臨的困難處境:1存在力學(xué)相對性原理,但不適于電動力學(xué),對電動力學(xué)存在一個優(yōu)越的慣性系以太參考系。2存在一個既適用于力學(xué),又適用于電動力學(xué)的相對性原理。但麥克斯韋給出的電動力學(xué)規(guī)律麥克斯韋方程組但不正確。3存在一個既適用于力學(xué),又適用于電動力學(xué)的相對性原理,但牛頓給出的力學(xué)不正確。愛因斯坦認(rèn)為:這種不對稱不像是自然現(xiàn)象本身所固有的問題,大概發(fā)生在我們所習(xí)慣的舊概念和理論上。他發(fā)現(xiàn):只要把作為經(jīng)典物理學(xué)基礎(chǔ)的空間和時間觀念加以改變,這種“不對稱”就可以消除。他猜想:絕對靜止這一概念,不僅在力學(xué)中,而且在電動力學(xué)中也不符合現(xiàn)象的特性。四.狹義相對論基本原理(將猜想提升為假設(shè))1狹義相對論的相對性原理(力學(xué)相對性原理的推廣) 對一切物理規(guī)律而言,所有慣性系
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