狭义相对论的三个问题.ppt

第十八章狭义 相对论 相对论时空下的三个问题 第3章 狭义相对论 基本要求： 1. 了解绝对时空观下的伽利略变换 2. 理解相对时空观下的洛伦兹变换 3. 掌握相对时空观下的三个结论： （1）同时的相对性 （2）时间延缓 （3）长度收缩 4. 掌握质速关系 质能关系 第3章 狭义相对论 基本要求： 3. 掌握相对时空观下的三个结论： （1）同时的相对性 3-9题 3-16题 （2）时间延缓 3-6题 3-8题 3-13题 3-15题 （3）长度收缩 3-7题 3-11题 3-14题 3-20题 第3章 狭义相对论 （1）同时是相对的 第3章 狭义相对论 （2）长度收缩 第3章 狭义相对论 （3）时间膨胀 作业 P218页 22题 P216页 16题 经典力学的相对性原理 经典力学的时空观 对于任何惯性参照系 , 牛顿力学的规律都具有相同的形式 . 时间和空间的量度和参考系无关 , 长度和时间的测量是绝对的. 狭义相对论基本原理 爱因斯坦相对性原理：物理定律在所有的惯性系中都具有相同的表达形式 . 光速不变原理：真空中的光速是常量，它与光源或观察者的运动无关，即不依赖于惯性系的选择. 3.1.3 狭义相对论的基本假设 1. 历史背景 （1）1864年麦克斯韦电磁学理论 （2）伽利略变换下各方向的光速不恒为c （3）绝对静止参考系以太 2. 爱因斯坦相对性原理 对于描述物理定律（包括力学定律）来说，所有的惯性参考系都是平等的，不存在特殊的绝对惯性系。 3. 光速不变原理 在所有惯性系中，光在真空中的传播速率都等于c。或者说，无论光源和观察者如何运动，观察者测得的光速都等于c。 【例3.6】设想做“追光实验”，即乘一列以速度 u 运动的火车追赶一个向前运动的闪光。在火车上观测，闪光的速度多大？ 解 以火车为 S/ 系，地面为 S 系 在火车上观测，闪光的速度 如火车发光地面观察呢？ 仍等于光速c，与参考系的运动无关。 3-4题 【例3.7】一宇宙飞船以0.9c的速度离开地球，在飞船上发射一枚导弹。若导弹相对飞船的速度也是0.9c，求导弹相对地球的速度。 解 以地面为 S 系 以飞船为 S/ 系， 则导弹相对地球的速度 通过速度合成也不能超光速（自学） 3.2 洛伦兹变换 u/c ? 0，回到伽利略变换。 1 0 洛伦兹变换 逆变换 u ? ?u 洛伦兹变换 逆变换 u ? ?u 洛伦兹坐标变换式 时，洛伦兹变换 伽利略变换。 正变换 逆 变 换 狭义相对论时空观 同时的相对性 若 则 若 则 此结果反之亦然 . 时间延缓：运动的钟走得慢 . 原时最小 长度收缩：运动物体在运动方向上长度收缩 . 原长最大 一 同时的相对性 事件 1 ：车厢后壁接收器接收到光信号. 事件 2 ：车厢前壁接收器接收到光信号. 同时不同地 事件 2 系 (车厢参考系 ) S 系 ( 地面参考系 ) 事件 1 二 长度的收缩 标尺相对 系静止 在 S 系中测量 测量为两个事件 要求 在 系中测量