最深的孤獨(dú)不是長久的一個(gè)人,而是心里沒有了任何期望

第六章狹義相對論基礎(chǔ)主要內(nèi)容：狹義相對論的基本假設(shè)

相對論時(shí)空觀洛侖茲變換式相對論性質(zhì)量和動(dòng)量相對論性能量相對論性力和加速度間關(guān)系/m/47.html在兩個(gè)慣性系中考察同一物理事件一.伽利略變換設(shè)慣性系S和相對S運(yùn)動(dòng)的慣性系t時(shí)刻，物體到達(dá)P點(diǎn)§1力學(xué)相對性原理和伽利略變換正變換逆變換速度變換與加速度變換正逆兩個(gè)都是慣性系是恒量在兩個(gè)慣性系中二.牛頓的相對性原理在牛頓力學(xué)中：力與參考系無關(guān)質(zhì)量與運(yùn)動(dòng)無關(guān)宏觀低速物體的力學(xué)規(guī)律在任何慣性系中形式相同或牛頓力學(xué)規(guī)律在伽利略變換下形式不變?nèi)纾簞?dòng)量守恒定律三、經(jīng)典力學(xué)時(shí)空觀：長度和時(shí)間的測量與參照系無關(guān)，且相互獨(dú)立、互不相關(guān)?！?狹義相對論的基本假設(shè)一.伽利略變換的困難1)電磁場方程組不服從伽利略變換2)光速C

邁克耳遜-莫雷的0結(jié)果3)高速運(yùn)動(dòng)的粒子英國物理學(xué)家開爾文二.愛因斯坦的狹義相對論基本假設(shè)1.一切物理規(guī)律在任何慣性系中形式相同---相對性原理2.在任何慣性系中光在真空中的速度都相同

——光速不變原理1）愛因斯坦的相對性理論是牛頓理論的發(fā)展討論一切物理規(guī)律力學(xué)規(guī)律愛因斯坦2）光速不變與伽利略變換與伽利略的速度相加原理針鋒相對3）觀念上的變革牛頓力學(xué)革命性時(shí)間標(biāo)度長度標(biāo)度質(zhì)量的測量與參考系無關(guān)速度與參考系有關(guān)(相對性)狹義相對論力學(xué)長度時(shí)間質(zhì)量與參考系有關(guān)光速不變(相對性)在火車上分別放置信號接收器發(fā)一光信號中點(diǎn)放置光信號發(fā)生器愛因斯坦火車地面參考系

1.同時(shí)性的相對性--光速不變原理的直接結(jié)果，以愛因斯坦火車為例說明§3同時(shí)性的相對性時(shí)間膨脹（同步鐘）研究的問題兩事件發(fā)生的時(shí)間間隔發(fā)一光信號事件1接收到閃光事件2接收到閃光發(fā)出的閃光光速為同時(shí)接收到光信號？？事件1、事件2同時(shí)發(fā)生事件1、事件2不同時(shí)發(fā)生事件1先發(fā)生處閃光光速也為系中的觀察者又如何看呢？1)同時(shí)性的相對性是光速不變原理的直接結(jié)果2)相對效應(yīng)(總之；沿兩個(gè)慣性系相對運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生的兩個(gè)事件，在其中一個(gè)慣性系中表現(xiàn)為同時(shí)的，在另一慣性系中觀察，則總是在前一慣性系運(yùn)動(dòng)的后方的那一個(gè)事件先發(fā)生。）3)當(dāng)速度u遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于c時(shí)，兩個(gè)慣性系結(jié)果相同隨運(yùn)動(dòng)迎著光比早接收到光討論2.時(shí)間膨脹y′x′udutdlM′A′C′C′S′系中，

A′處有光源閃光及時(shí)鐘C′。M′為反射鏡。第一事件：閃光從A′發(fā)出第二事件：經(jīng)發(fā)射返回A′y′x′udutdlM′A′C′C′S′系中：S系中：解之，可得：即：時(shí)間膨脹（固有時(shí)--同一地點(diǎn)發(fā)生的兩事件時(shí)間間隔其最短）或：如：雙生子效應(yīng)例1、一飛船以u=9×103m/s的速率相對與地面勻速飛行。飛船上的鐘走了

5

s,地面上的鐘經(jīng)過了多少時(shí)間？解：飛船的時(shí)間膨脹效應(yīng)實(shí)際上很難測出若u=o.998c飛船上招手用0.4秒相差50倍！為固有時(shí)例2、帶正電的介子是一種不穩(wěn)定的粒子，當(dāng)它靜止時(shí)，平均壽命為2.5×10-8s,之后即衰變成一個(gè)介子和一個(gè)中微子。今產(chǎn)生一束介子，在實(shí)驗(yàn)室測得它的速率為u=0.99c,并測得它在衰變前通過的平均距離為52m,這些測量結(jié)果是否一致？解：若用平均壽命t=2.5×10-8s和

u相乘，得7.4m,與實(shí)驗(yàn)結(jié)果不符?？紤]相對論的時(shí)間膨脹效應(yīng)，t′是靜止介子的平均壽命，是固有時(shí)，當(dāng)介子運(yùn)動(dòng)時(shí)，在實(shí)驗(yàn)室測得的平均壽命應(yīng)是：實(shí)驗(yàn)室測得它通過的平均距離應(yīng)該是：uΔt=53m,與實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合得很好?！?長度縮短討論沿運(yùn)動(dòng)方向的長度測量。強(qiáng)調(diào)長度兩端的坐標(biāo)必須同時(shí)測，尤其在相對被測長度運(yùn)動(dòng)的參照系中。同時(shí)性是相對的，長度測量必然是相對的。xx′A′B′x1B′A′A′B′固定在x′軸上，長度為l0。求

S系中的長度lS系中:

t1

時(shí)刻B′過

x1,t1+t時(shí)刻A′過x1

棒速度為u，t1+t時(shí)刻B′在

x2=x1+ut處。t是棒的兩端相繼通過S系中同一點(diǎn)兩事件的時(shí)間間隔S′系中認(rèn)為x1點(diǎn)相繼通過B′和A′，討論1、時(shí)間膨脹、長度縮短都是相對效應(yīng)。2、當(dāng)速度u遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于c時(shí)，兩個(gè)慣性系結(jié)果相同?；颍洪L度縮短，相對靜止時(shí)測得的長度稱固有長度

其最長。據(jù)時(shí)間膨脹例1、原長為5m的飛船以

u＝9×103m/s的速率相對于地面勻速飛行時(shí)，從地面上測量，它的長度是多少？解：差別很難測出。若u=o.98c相差5倍！例2、試從π介子在其中靜止的參照系來考慮π