第四章狹義相對論基礎(chǔ)

課間休息第四章狹義相對論基礎(chǔ)Zjupgw@愛因斯坦簡介發(fā)展了量子理論創(chuàng)立了狹義相對論建立了廣義相對論提問:關(guān)于相對論你已知道多少?Zjupgw@§4-1伽利略相對性原理經(jīng)典力學(xué)的時空觀研究的問題:

事件：某一時刻發(fā)生在某一空間位置的事。

在坐標(biāo)系中:(x,y,z,t)兩組時空坐標(biāo)之間的關(guān)系稱為坐標(biāo)變換在兩個慣性系中（實(shí)驗(yàn)室參考系S與運(yùn)動參考系S'）考察同一物理事件1.伽利略相對性原理Zjupgw@兩個參考系重合時，計(jì)時開始。伽利略相對性原理Zjupgw@事件：

t時刻，物體到達(dá)P點(diǎn)伽利略變換伽利略相對性原理Zjupgw@變換分量式速度變換正變換逆變換:伽利略相對性原理Zjupgw@加速度變換正在兩個慣性系中伽利略相對性原理Zjupgw@問題:牛頓力學(xué)中力及質(zhì)量與參考系有無關(guān)系?

答:力的相互作用是客觀的，與參考系無關(guān)。質(zhì)量的測量與運(yùn)動無關(guān)。據(jù)伽利略變換伽利略相對性原理內(nèi)容:宏觀低速物體的力學(xué)規(guī)律在任何 慣性系中形式 相同.Zjupgw@（1）同時的絕對性在同一參照系中，在另一參照系中，兩個事件也一定同時發(fā)生。同時與參考系選擇無關(guān)。2.經(jīng)典力學(xué)時空觀Zjupgw@（2）時間間隔的測量是絕對的（3）長度測量的絕對性當(dāng)桿的方向沿軸方向時，長度是桿的兩端的坐標(biāo)差，問兩端點(diǎn)可以不同時測量嗎？經(jīng)典力學(xué)時空觀Zjupgw@運(yùn)動系中同時測運(yùn)動系中不同時測S系，伽利略變換:經(jīng)典力學(xué)時空觀Zjupgw@(A)速度合成中的困難（1）如果拋球的速度大于光速，觀察者O將看到：1、經(jīng)典力學(xué)面臨的困難§4-2狹義相對論基本原理洛侖茲坐標(biāo)變換式Zjupgw@

（2）900多年前的一次非常著名超新星爆炸，前后歷時22個月。其殘骸形成金牛座中的蟹狀星云。

若光速符合經(jīng)典的速度合成律，則地面將持續(xù)25年可觀察到超新星爆發(fā)所發(fā)出的強(qiáng)光。Zjupgw@(B)尋找“以太”的嘗試

1861年Maxwell理論預(yù)言了電磁波的存在，并導(dǎo)出電磁波在真空中的傳播速度c，卻沒有指明相對哪個參考系。人們認(rèn)為，電磁波在“以太”中傳播，在與“以太”靜止的參照系中傳播速度是c。

邁克爾遜-莫雷實(shí)驗(yàn)和它的零結(jié)果。

預(yù)期的干涉條紋改變量沒有被觀察到。表明“以太”不存在。Zjupgw@邁克爾遜和他的干涉儀Zjupgw@(D漸)電磁遣學(xué)定請律不己滿足稀伽利灰略相蹈對性板原理(C爪)能量生來自何何方?Zj垃up稻gw@h薄z.妙cn（1）相揪對性跌原理慣只適查用于茂力學(xué)閑定律躬，不趙適用抽于電跑磁學(xué)陸定律仗→通刃過測扶光速竿便尋找伸絕對勝參考線系。（2）相禁對性騎原理忙應(yīng)當(dāng)憤適用醫(yī)于電鋒磁學(xué)驅(qū)定律信，伽象利略刑變換進(jìn)若正艇確，宇則電磁甲學(xué)定鍛律要戲修改。（3）相究對性孤原理臨應(yīng)當(dāng)扔適用樸于電糧磁學(xué)蹈定律躲，電嶼磁學(xué)騾定律代是正瓣確的攤，要修改素的是仁伽利丹略變躺換。解決先困難踢的幾星種可孟能Zj哭up少gw@h監(jiān)z.逗cn2.狹義枝相對現(xiàn)論的釋基本裁原理（1）一切寧物理咐規(guī)律快在任崖何慣粒性系毫中形夜式相朝同——相對矛性原膝理（2）光在劍真空到中的廢速度筐與發(fā)然射體揀的運(yùn)斗動狀妹態(tài)無跟關(guān)——光速貢不變答原理Zj守up若gw@h債z.架cn3洛侖找茲坐悟標(biāo)變挽換問題宮：尋找對同咳一客川觀事場件兩個倘參考瓦系中坐標(biāo)貼值之靜間變抵換重合，且在此發(fā)出閃光。經(jīng)一段時間光傳到P點(diǎn)（事件）在約定的系統(tǒng)中，Zj反up挑gw@h率z.欣cn由客腥觀事伴實(shí)是氏確定貼的：對應(yīng)唯一的設(shè)洛侖斯茲變限換由光蜻速不技變原懶理：Zj下up耳gw@h糾z.類cn洛侖軌茲變船換利用將比較噸系數(shù)罵法，礦可確諷定系嚼數(shù):Zj放up抬gw@h敗z.看cn正變換洛侖摧茲變德?lián)Q洛侖己茲坐棗標(biāo)變換式Zj疏up賀gw@h饒z.稀cn令則正變掀換逆變或換洛侖脾茲變泛換Zj尼up孝gw@h喪z.觀cn正變霞換討論伽利多略變播換2)u?c,沃1變換患無意不義速度返有極盡限時間與均有關(guān)，為時空坐標(biāo)；洛侖欺茲變腸換Zj區(qū)up錢gw@h無z.胸cn新理論購體系舊理論吵體系Zj共up待gw@h塞z.類cn例題4-東1甲乙悶兩人牧所乘鵲飛行劈燕器沿X軸作纏相對挪運(yùn)動著。甲差測得具兩個內(nèi)事件堅(jiān)的時楊空坐咬標(biāo)為x1=6104m，y1=z1=0，t1=210-4s；x2=1攔2104m，y2=z2=0，t2=110-4s，若乙默測得鍬這兩癢個事驚件同趨時發(fā)干生于t'時刻盟，問衫：（1）乙悟?qū)τ诤鸺椎谋\(yùn)動此速度降是多屋少？（2）乙勾所測享得的什兩個走事件市的空閃間間固隔是恐多少夠？洛侖厭茲變?nèi)紦Q解：（1）黃設(shè)乙車對甲榆的速吊度為u，由洛誰侖茲便變換Zj殖up攏gw@h造z.柜cn可知,乙所若測得丈的時添間間腦隔:按題意，,代入數(shù)據(jù)，有