《狭义相对论》PPT课件

固有时间（原时）：在某一参考系中同一地点先后发生的两个事件之间的时间间隔。,原时最短,固有长度（原长）：在某一参考系中静止的棒的长度,原长最长,13-3洛伦兹变换,目的：寻找适合光速不变原理的新的时空变换,设S、S皆为惯性系,（S系中测x的长度）,P点发生的事件在两系中的时空坐标分别为：,一洛伦兹变换,x,（S系中测x的长度）,消去x,可得：,伽利略变换,垂直运动方向上长度测量与参考系无关,洛伦兹变换,变换无意义,结论：c为一切可作为参考系的物体的极限速率，,即两个物体之间的相对速度只能小于c。,正变换,逆变换,例.在惯性系S中，有两事件同时发生在xx轴上相距1.0103m处，从S观察到这两事件相距2.0103m。试问由S系测得此两事件的时间间隔为多少？,解：,说明在S系中，这两无关事件的时间顺序发生了颠倒。,二相对论速度变换,S系中：,S系中：,设同一质点在S和中速度分别为和,洛伦兹速度变换式,逆变换,正变换,一维运动情况：,令,（代数量）,（代数量）,则,有,例1.在S系中一束光沿x方向传播,速率为ux=c，,在S系中，此束光的速率多大？,一相对论质量,动量还是,动力学基本方程还是,在相对论中：,质量与速度有关:,13-6相对论动力学,即,由动量守恒和相对论速度变换导出m与v的关系：,静止质量m0最小！,式中v为粒子相对某一参照系的速率,质量也与运动有关！,速度越大，质量越大，加速越不容易，无法把一个物体加速到光速c。,相对论中动量与力的表达式,当vc时,过渡到牛顿力学的表达式,设质点在恒力F作用下作加速直线运动。,二相对论动能,相对论中仍然保留动能定理,设某一质点在外力F作用下，由静止开始沿Ox轴做一维运动,由动能定理：,积分可得：,上式虽从一个特例推出，却具有普遍意义,vc时：,Ek形式与牛顿力学中截然不同！,不是相对论动能！,三相对论能量,1.质能关系,E0=m0c2为静止能量,mc2=Ek+m0c2为总能（totalenergy）。,记作：,质能关系,爱因斯坦认为：,对,一个物体的静能：包括它的分子热运动动能、分子间的势能、化学能、原子内部的能、。,结论：一定的质量相应于一定的能量，二者的数值只相差一个恒定的因子c2。,（restenergy）,结论：如果一个物体的质量m发生变化，必然伴随着它的能量E发生相应的变化。,相对论把质量守恒与能量守恒结合起来，统一成更普遍的质能守恒定律。,=（mD+mT）-（mHe+mn）=0.031110-27kg,释放能量,1kg核燃料释放能量约为：3.351014J,1kg优质煤燃烧热为：2.93107J,两者相差107倍，即1kg核燃料1千万kg煤！,例.（P150）一次热核聚变反应,质量亏损,2能量和动量的关系,(1),静质量的粒子,练习1:(1).在速度V=()情况下粒子的动量等于非相对论动量的2倍.(2).在速度V=()情况下粒子的动能等于它的静止能量.,练习2:设电子静止质量为m0,将一个电子从静止加速到速率为0.6C,需作功为().,练习3:匀质细棒静止的质量为M0,长度为L0,当它沿棒长方向作高速的匀速直线运动时,测得它的长为L,