文稿大学物理c变换.pptx

1 狭义相对论的基本原理 洛伦兹坐标变换 1. 相对性原理 在任何惯性系中，一切物理规律都相同，即具有相同的数学表达式。或：所有惯性系对于描述物理现象都是等价的。 2.光速不变原理 光在真空中的速度与发射体的运动状态无关，即在彼此作匀速直线运动的任一惯性系中，所测得的光在真空中沿各个方向的速率是相等的。 一、爱因斯坦狭义相对论的两个基本假设 光速与光源或观察者的运动都无关 2 无须寻找特殊的惯性系（也无法寻找） 1、Einstein 的相对性原理 是 Newton理论的发展 一切物理规律 力学规律 2、光速不变原理与伽利略的速度相加原理针锋相对，否定了伽利略坐标变换，动摇了绝对时空观和经典力学体系。 ▲ 是对实验事实的直接表达 3 光速测定实验结果 4 观念上的变革 牛顿力学 与参考系无关 狭义相对论力学 5 3、尊重事实，实践是检验真理的标准 光速不变是在实验基础上提出的，并不断被实验证实。 牛顿力学定律是经过长期实践检验的，它应是新坐标变换式和新的力学规律在一定条件下的近似。 三、洛仑兹变换 爱因斯坦根据两个基本假设，建立了新的坐标变换公式——洛仑兹变换式 洛伦兹为弥补经典理论的缺陷提出——但他不具有相对论思想——爱因斯坦是给予正确解释第一人。 某事件在 S 系中的时空坐标为（x, y, z, t ) 洛仑兹坐标变换 7 逆变换 正变换 8 9 分析： 1、在洛伦兹变换下，时空与物质的运动相联系，时间的测量与坐标、参考系有关，打破了绝对时间的概念，时空不能分离，联系为一整体。 3、在洛伦兹变换下，物理学规律在不同惯性系中保持不变 10 即伽利略变换 绝对时空观是相对论时空观在 v c 时的近似 11 例1： 在 K 系中观察到两个事件发生在空间同一地点，第二事件发生在第一事件以后2s，在另一相对K 系运动的 K `系 中观察到第二事件是在第一事件事件3s之后发生的，求在 K `系中这两个事件的空间间隔。 解：  =v /c 12  =v /c 13 例2： 乙乘飞行器相对甲沿x轴作匀速直线运动。甲测得两个事件的时空坐标为x1=6104m ， y1=z1=0 ， t1=2 10-4 s ； x2=12 104m， y2=z2=0， t2=1 10-4 s，，如果乙测得这两个事件同时发生于t` 时刻，求：1 乙对于甲的运动速度是多少？ 2 乙所测得的两个事件的空间间隔是多少？ 乙所测得这两个事件的时间间隔是 解：1 设乙对甲的运动速度为v ，由洛仑兹变换 14 2 由洛仑兹变换 乙所测得的这两个事件的空间间隔: 15 相对论速度变换公式 16 同样可得 17 洛仑兹速度变换式 逆变换 正变换 18 洛伦兹速度变换式与光速不变原理、真空中光速为极限速率的实验事实相协调。 19 例3： 有一静止的电子枪向相反方向发射甲、乙两个电子。实验室测得甲电子的速率为 0.6c , 乙电子速率为0.7c ，求一个电子相对于另一个电子的速率。 由洛仑兹速度变换公式： 20 例4： 设想一飞船以0.80c 的速度在地球上空飞行， 如果这时从飞船上沿速度方向发射一物体，物体相对飞船速度为0.90c 。 求：从地面上看，物体速度多大？ 解：