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文档简介
第十五章相对论简介15.1相对论的诞生
19世纪末期，以牛顿的经典力学、热力学和统计物理学、电磁场理论为主要内容的物理学形成了完整的科学体系，自然界的各种物理现象几乎无一不能用他们解释。在1900年英国皇家学会的新年庆祝会上，著名物理学家威廉·汤姆孙充满自信的说“科学的大厦已经基本建成,未来的物理学家只要做一些修修补补的工作就可以了.”
不过他也承认,“明朗的天空中还有两朵小小的乌云，其中一朵乌云与黑体辐射有关，另一朵与光速有关。”催生了量子理论迎来了相对论的曙光一、经典的相对性原理1、惯性系：牛顿运动定律成立的参考系相对于一个惯性参考系做匀速直线运动的另一个参考系也是惯性系学生认真阅读课本P96思考与讨论回答问题一、经典的相对性原理2、伽利略相对性原理
力学规律在任何惯性系中都是相同的还可表述为：在一个惯性参考系内进行的任何力学实验都不能判断这个惯性系是否相对于另一个惯性系做匀速直线运动；
或者说，任何惯性系都是平权的。
牛顿的伽利略相对性原理是作为基本假设提出来的，它之所以为人们接受承认，一方面是牛顿力学在解决力学问题获得的巨大成功；另一方面观察结果与人们的经验相符。
但是十九世纪中叶，人们在研究与物体运动有关的电磁现象时，发现在电磁现象的规律不符合相对性原理
其中最典型的就是光速的问题
二、相对性原理与电磁规律
不同的参考系中观察物体的运动情况可能不同，物体在空间移动这一概念也是相对的．
光速恒定的特性，同运动的相对性原理之间似乎产生了矛盾？
但是实验现象表明，不论光源和观察者做怎样的相对运动，光速都是恒定的．v光速＝光速＝二、相对性原理与电磁规律麦克尔逊莫雷实验这一结论还特别为后来的很多精确的实验所证实，最著名的是1887年迈克尔逊和莫雷所做的实验。它们都明确无误地证明光速的测量结果与光源和测量者的相对运动无关，亦即与参照系无关。
可见光和电磁波的运动不服从伽利略相对原理.任何参照系中测得的光在真空的速率都应该是这一数值
当时人们为了解决这个困难，提出了三种可能：（1）麦克斯韦电磁理论有错，正确的电磁方程组应满足伽利略不变性。（2）牛顿力学与麦克斯韦电磁理论都对，但麦克斯韦电磁理论只在某一特殊的惯性系成立。（3）牛顿力学与伽利略变换不对，应存在某种变换，麦克斯韦电磁理论在这种新的变换下具有不变性。这意味着经典牛顿力学要作修改，修改后的力学方程在新的变换下具有不变性。
上述的矛盾使物理学家面临两个选择，一是修正现有的理论，去迎合实验结果（这相对比较容易，但常常无效）；另一种主张彻底摆脱“麦克斯韦电磁理论只适用于某一特殊的惯性系”，创立全新的理论。爱因斯坦、庞加莱等人选择了后者．并提出了两个假设：三、狭义相对论的两个基本假设1、狭义相对性原理在不同的惯性参考系，一切物理规律都是相同的2、光速不变原理真空中的光速在不同的惯性参考系中是相
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