狭义相对论产生实验基础和历史条件_第1页
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文档简介

伽利略变换的困难1)

电磁场方程组不服从伽利略变换2)

光速c

3)

高速运动的粒子迈克耳孙-莫雷实验

测量以太风零结果二、狭义相对论产生的实验基础和历史条件洛仑兹的收缩假设与变换理论庞加莱的相对性原理解释天文现象的困难

夜空的金牛座上的“蟹状星云”，是900多年前一次超新星爆发中抛出来的气体壳层。结论：在25年持续看到超新星爆发时发出的强光。史书记载：强光从出现到隐没还不到两年。矛盾从麦克斯韦方程组可得两条结论：1、光在真空中的速度是一个恒量，与参考系的选择无关。2、电磁现象服从相对性原理。三、爱因斯坦的狭义相对论基本原理1.相对性原理一切物理规律在任何惯性系中形式相同2.光速不变原理在一切惯性系中，光在真空中的速率恒为c

1

Einstein

的相对性理论是Newton理论的发展讨论一切物理规律力学规律附注：迈克尔孙—莫雷实验1、建立绝对参照系，并认为光在相对于绝对参照系运动的参照系中沿各个方向的速度是不同的。如果能借助某种试验方法测出光相对于以太的速度，那么以太参照系也就被确定了。2、实验装置：迈克耳逊干涉仪，GM1M2TG

M2M2

G（从系看）设“以太”参考系为S系，实验室为系G

M1

GG

M2

GM2M1GT仪器可测量精度若将仪器旋转90°，则光程差由正转负：

人们为维护“以太”观念作了种种努力，提出了各种理论，但这些理论或与天文观察，或与其它的实验相矛盾，最后均以失败告终.

实验结果

未观察到地球相对于“以太”的运动.

否定“以太”所引起的困惑：相对性原理只适用于牛顿定律，而不能用于迈克斯韦的电磁场理论。4、实验结果：并没有发现条纹的移动——即证明以太并不存在。爱因斯坦坚信世界的统一性和合理性否定了牛顿的绝对时空观，于1905年提出了“狭义相对论”。三、爱因斯坦的狭义相对论基本原理1.相对性原理一切物理规律在任何惯性系中形式相同2.光速不变原理在一切惯性系中，光在真空中的速率恒为c

1

Einstein

的相对性理论是Newton理论的发展讨论一切物理规律力学规律2光速不变与伽利略变换与伽利略的速度相加原理针锋相对3观念上的变革牛顿力学革命性时间标度长度标度质量的测量与参考系无关速度与参考系有关(相对性)狭义相对论力学长度时间质量与参考系有关光速不变(相对性)4.2洛仑兹变换式一、洛仑兹变换的导出寻找重合两个参考系中相应的坐标值之间的关系yy’[s][S’]o

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