高二物理競賽力學(xué)相對性原理 伽利略變換和邁克耳遜-莫雷實驗課件

狹義相對論第6章specialrelativity愛因斯坦

20世紀(jì)最偉大的物理學(xué)家，1879年3月14日出生于德國烏爾姆，1900年畢業(yè)于瑞士蘇黎世聯(lián)邦工業(yè)大學(xué)。1905年，愛因斯坦在科學(xué)史上創(chuàng)造了史無前例的奇跡。這一年的3月到9月半年中，利用業(yè)余時間發(fā)表了

6

篇論文，在物理學(xué)3

個領(lǐng)域作出了具有劃時代意義的貢獻(xiàn)—創(chuàng)建了光量子理論、狹義相對論和分子運動論。愛因斯坦在1915年到1917年的3年中，還在3

個不同領(lǐng)域做出了歷史性的杰出貢獻(xiàn)—建成了廣義相對論、輻射量子理論和現(xiàn)代科學(xué)的宇宙論。愛因斯坦獲得1921

年的諾貝爾物理學(xué)獎牛頓力

學(xué)麥

克

斯

韋

電

磁

場

理

論熱力學(xué)與經(jīng)典統(tǒng)計理論兩朵小烏云

邁克耳遜——莫雷“以太漂移”實驗

黑體輻射實驗強(qiáng)調(diào)

近代物理不是對經(jīng)典理論的簡單否定。

近代物理不是對經(jīng)典理論的補(bǔ)充，而是全新的理論。狹義相對論量子力學(xué)近代物理學(xué)的兩大支柱，逐步建立了新的物理理論。19世紀(jì)后期，經(jīng)典物理學(xué)的三大理論體系使經(jīng)典物理學(xué)已趨于成熟。絕對時間絕對空間

絕對的、數(shù)學(xué)的、與物質(zhì)的存在和運動無關(guān)在所有慣性系中，物體運動所遵循的力學(xué)規(guī)律是相同的，具有相同的數(shù)學(xué)表達(dá)形式?；蛘哒f，對于描述力學(xué)現(xiàn)象的規(guī)律而言，所有慣性系是等價的。6.1力學(xué)的相對性原理伽利略變換1.絕對時空觀2.力學(xué)的相對性原理

經(jīng)典力學(xué)相對性原理與絕對時空觀密切相關(guān)6.1.1力學(xué)的相對性原理6.1.2伽利略變換正變換逆變換伽利略變換式在兩個慣性系中分析描述同一物理事件在t＝0

時刻，S

,

S'

系重合。t

時刻，物體到達(dá)P

點P(x,y,z;t)(x',y',z';t')yOzSx

(x')O'z'y'S'1.伽利略坐標(biāo)變換長度測量與慣性系無關(guān)2.伽利略速度變換

請大家自己寫出速度、加速度的逆變換式由3.伽利略加速度變換在牛頓力學(xué)中

質(zhì)量與運動無關(guān)

力與參考系無關(guān)4.牛頓運動定律具有伽利略變換的不變性例：動量守恒定律具有伽利略變換的不變性所以動量守恒定律具有伽利略變換的不變性所以動量守恒定律具有伽利略變換的不變性所以動量守恒定律具有伽利略變換的不變性邁克耳遜-

莫雷實驗對(1)光線：O

M1O6.2

邁克耳遜-莫雷實驗

伽利略變換的困難

Maxwell

電磁場方程組不服從伽利略變換

邁克耳遜-

莫雷實驗的零結(jié)果以太風(fēng)(1)(2)對(2)光線：O

M2O由l1=l2=l

和v<<c兩束光線的時間差當(dāng)儀器轉(zhuǎn)動p

/

2

后，引起干涉條紋移動實驗結(jié)果:邁克耳遜—莫雷實驗的零結(jié)果，說明“以太”本身不存在。

例1：設(shè)想一飛船以0.80c的速度在地球上空飛行，如果這時從飛船上沿速度