電磁場的相對論變換-文檔資料

1、1電磁場的相對論變換電磁場的相對論變換張張 煒煒2磁鐵與線圈磁鐵與線圈相對運動相對運動時的時的電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)象線圈靜止線圈靜止,磁鐵運動磁鐵運動(感生電動勢感生電動勢)磁鐵靜止磁鐵靜止,線圈運動線圈運動(動生電動勢動生電動勢)同一物理過程在不同參同一物理過程在不同參考系中的觀察結(jié)果得到考系中的觀察結(jié)果得到不同的描述不同的描述.電磁學(xué)中電磁學(xué)中,無論速度多么無論速度多么低低,伽利略變換都不適用伽利略變換都不適用.3伽利略變換伽利略變換xxvtyyzzttxxvtyyzztt4洛侖茲變換洛侖茲變換22211xvtxvcyyzzvtxctvc5洛侖茲變換洛侖茲變換22211xvtxvcyyz

2、zvtxctvc22211xvtxvcyyzzvtxctvc6洛侖茲變換洛侖茲變換蘊含的時空觀蘊含的時空觀222211xvtxvcvxxv ttxctvcvttxc 同時的相對性同時的相對性K系中同時同地發(fā)生K系中同時發(fā)生K系中同時不同地發(fā)生K系中不同時發(fā)生21 1vc洛侖茲因子7洛侖茲變換洛侖茲變換蘊含的時空觀蘊含的時空觀222211xvtxvcvxxv ttxctvcvttxc 運動的桿變短運動的桿變短01txxxx 8洛侖茲變換洛侖茲變換蘊含的時空觀蘊含的時空觀222211xvtxvcvtxctvcvttxcxxv t 運動的時鐘變慢運動的時鐘變慢01xtttt 9固有時固有時22221

3、1xvtxvcvtxctvcvttxcxxv t 在相對時鐘靜止的參在相對時鐘靜止的參考系中測出的時間間考系中測出的時間間隔隔dd0txtt 10固有時固有時靜止時時間間隔靜止時時間間隔洛侖茲變換中的不變量洛侖茲變換中的不變量時間膨脹時間膨脹ddt11洛侖茲變換的洛侖茲變換的閔可夫斯基閔可夫斯基空間表示空間表示22211xvtxvcyyzzvtxctvc2ii11ixxwyyzzwxcwwvct, , ,x y z w12洛侖茲變換洛侖茲變換iixxwyyzzwwx i ixxwyyzzwwx13服從洛侖茲變換的服從洛侖茲變換的四維矢量四維矢量iixxtyyzzttxAAAAAAAAAA i

4、ixxtyyzzttxAAAAAAAAAA,xyztA AA A14四維坐標(biāo)四維坐標(biāo)定義定義在愛因斯坦的相對論理論中，一個物體對某個特定參考系的運動軌跡是由四維坐標(biāo)函數(shù)每個函數(shù)都依賴于固有時 xyzw15四維速度四維速度定義定義dddddd dddddddd dddddddd ddddddiidd ddxxxyyyxzztxxttuvvtyyttuvvtzzttuvvtwwttucctixxtuvuc16四維速度四維速度iixxtyyzzttxuuuuuuuuuu i ixxtyyzzttxuuuuuuuuuu17相對論的相對論的質(zhì)量速率公式質(zhì)量速率公式0221mmvc18相對論的相對論的動量

5、動量三維動量三維動量P00000 xxxxyyzzxpvvmmpvmumm umup19相對論的相對論的能量能量能量能量E2000iiiiiiitmcWWccWccWmcWmcummc220220kEmcm cEmcm cEixxtuvuc20四維動量四維動量由三維動量由三維動量P和能量和能量W組成四維矢量組成四維矢量0000ixxyyzzttpm upm upm uWpm uc21四維動量四維動量iixxtyyzzttxpppppppppp i ixxtyyzzttxpppppppppp22相對論相對論力學(xué)的若干結(jié)論力學(xué)的若干結(jié)論電荷的不變性電荷的不變性實驗表明實驗表明:總電量不因帶電總電量

6、不因帶電體的運動而改變體的運動而改變.電荷密度會發(fā)生改變電荷密度會發(fā)生改變(運動的物體體積收縮運動的物體體積收縮).洛倫茲力公式協(xié)變性洛倫茲力公式協(xié)變性基本物理規(guī)律形式保持不變2020022011qqvmmcmmvcqqFqEqvB23電磁場的變換公式電磁場的變換公式dddddddi diddxxyyzztpftpftpftpWPtctcddddddiddxxyyzzttFftFftFftFPc24服從洛侖茲變換的服從洛侖茲變換的四維力四維力ddddddididxxxyyyzzzttFfftFfftFfftFPPcciixxtyyzzttxFFFFFFFFFF i ixxtyyzzttxFFF

7、FFFFFFF25電磁場的變換公式電磁場的變換公式iixxyzzyyyzxxzzzxyyxxxyyzzfq Ev Bv Bfq Ev Bv Bfq Ev Bv BqPv Ev Ev EccddddddididxxxyzzyyyyzxxzzzzxyyxtxxyyzztFfq Ev Bv BtFfq Ev Bv BtFfq Ev Bv BtqFPv Ev Ev Ecc26電磁場的變換公式電磁場的變換公式ixxyzzyyyzxxzzzxyyxtxxyyzzFqEv Bv BFqEBv BFqEv Bv BqFv Ev Ev EciiiixtxyzzyytyzxxzztzxyyxtxxyyzzFqu

8、Eu Bu BcFqu Eu Bu BcFqu Eu Bu BcqFu Eu Eu Ec27電磁場的變換公式電磁場的變換公式iiiixtxyzzyytyzxxzztzxyyxtxxyyzzFqu Eu Bu BcFqu Eu Bu BcFqu Eu Bu BcqFu Eu Eu EciiiixtxyzzyytyzxxzztzxyyxtxxyyzzFqu EuBuBcFqu EuBuBcFqu EuBuBcqFuEuEuEciixxtttxFFFFFF28電磁場的變換公式電磁場的變換公式iiiiiiii ii iitxxyyzzyyxxxxxzyxyzxxxxxtxyzzyttxxzyxyzzz

9、tzzyyxFFqFqEBBEEEccqFqEBBEEEccFqu Eu Eu EcuuuFqu Eu Bu Bcuuuuuuuuuuu22i1ixxtzyyyzzxtxyzzyqFE uqBEuqBEucccFqu EuBuBc29電磁場的變換公式電磁場的變換公式xxyyzzzyEEEEvBEEvB22xxyyzzzyBBvBBEcvBBEcxxyyzzzyEEEEvBEEvB22xxyyzzzyBBvBBEcvBBEc30靜止電荷的電場靜止電荷的電場31運動電荷的電場運動電荷的電場K系中磁場系中磁場B=0000 xyzxxyyzzBBBEEEEEExxyyzzzyEEEEvBEEvB22x

10、xyyzzzyBBvBBEcvBBEcxxyyzzzyEEEEvBEEvB22xxyyzzzyBBvBBEcvBBEc32運動電荷的電場運動電荷的電場K系中磁場系中磁場B=0 xxyyzzEEEEEE332002222332002222332002222114411441144xyzqxvtqxErxvtyzqyq yErxvtyzqzq zErxvtyz22211xvtxvcyyzzvtxctvc33運動電荷的電場運動電荷的電場0 時刻時刻電荷處于K系坐標(biāo)原點322220232222023222202141414xyzq xExyzq yExyzq zExyz:xyzEEEx y z34運動電荷的電場運動電荷的電場:xyzEEEx y z35運動電荷的運動電荷的磁場磁場21BvEcxxyyzz