狹義相對論產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和歷史條件

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

3)

高速運(yùn)動的粒子邁克耳孫-莫雷實(shí)驗(yàn)

測量以太風(fēng)零結(jié)果二、狹義相對論產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和歷史條件洛侖茲的收縮假設(shè)與變換理論龐加萊的相對性原理解釋天文現(xiàn)象的困難

夜空的金牛座上的“蟹狀星云”，是900多年前一次超新星爆發(fā)中拋出來的氣體殼層。結(jié)論：在25年持續(xù)看到超新星爆發(fā)時發(fā)出的強(qiáng)光。史書記載：強(qiáng)光從出現(xiàn)到隱沒還不到兩年。矛盾從麥克斯韋方程組可得兩條結(jié)論：1、光在真空中的速度是一個恒量，與參考系的選擇無關(guān)。2、電磁現(xiàn)象服從相對性原理。三、愛因斯坦的狹義相對論基本原理1.相對性原理一切物理規(guī)律在任何慣性系中形式相同2.光速不變原理在一切慣性系中，光在真空中的速率恒為c

1

Einstein

的相對性理論是Newton理論的發(fā)展討論一切物理規(guī)律力學(xué)規(guī)律附注：邁克爾孫—莫雷實(shí)驗(yàn)1、建立絕對參照系，并認(rèn)為光在相對于絕對參照系運(yùn)動的參照系中沿各個方向的速度是不同的。如果能借助某種試驗(yàn)方法測出光相對于以太的速度，那么以太參照系也就被確定了。2、實(shí)驗(yàn)裝置：邁克耳遜干涉儀，GM1M2TG

M2M2

G（從系看）設(shè)“以太”參考系為S系，實(shí)驗(yàn)室為系G

M1

GG

M2

GM2M1GT儀器可測量精度若將儀器旋轉(zhuǎn)90°，則光程差由正轉(zhuǎn)負(fù)：

人們?yōu)榫S護(hù)“以太”觀念作了種種努力，提出了各種理論，但這些理論或與天文觀察，或與其它的實(shí)驗(yàn)相矛盾，最后均以失敗告終.

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

未觀察到地球相對于“以太”的運(yùn)動.

否定“以太”所引起的困惑：相對性原理只適用于牛頓定律，而不能用于邁克斯韋的電磁場理論。4、實(shí)驗(yàn)結(jié)果：并沒有發(fā)現(xiàn)條紋的移動——即證明以太并不存在。愛因斯坦堅(jiān)信世界的統(tǒng)一性和合理性否定了牛頓的絕對時空觀，于1905年提出了“狹義相對論”。三、愛因斯坦的狹義相對論基本原理1.相對性原理一切物理規(guī)律在任何慣性系中形式相同2.光速不變原理在一切慣性系中，光在真空中的速率恒為c

1

Einstein

的相對性理論是Newton理論的發(fā)展討論一切物理規(guī)律力學(xué)規(guī)律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)長度時間質(zhì)量與參考系有關(guān)光速不變(相對性)4.2洛侖茲變換式一、洛侖茲變換的導(dǎo)出尋找重合兩個參考系中相應(yīng)的坐標(biāo)值之間的關(guān)系yy’[s][S’]o