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文档简介
爱因斯坦的狭义相对论的前提
1).一切物理规律在任何惯性系中形式相同
——
惯性系等价原理爱因斯坦的狭义相对论的前提2).光在真空中的速度与发射体的运动状态无关
——
光速不变原理牛顿:只有力学规律不变牛顿:质量不变,受力不变1).电磁场方程组不服从伽利略变换伽利略变换需要修正?电磁学基本规律不遵从相对性原理?2).伽利略修正导致一些实验无法观测的新现象
伽利略变换不适于光或电磁波的运动(高速运动)。麦克斯韦正确伽利略错误改变伽利略以适应麦克斯韦(洛仑兹变换)修正电磁学
迈克耳逊-莫莱实验:测光速,找绝对参考系装置,光源,一块半反射镜片,两块全反射镜片来回需时光程差c(t2–t1)地球自转速度18m/s,仪器理应观测到却没有观测到时间差引起的光程差,以太(绝对参考系)不存在设地球在绝对参考系中(以太中)的速率为u,地球上沿不同方向传播的光相对于地球上的观察者速度应该有所差别,精密光学实验可以测量这种差别。
CCCC在绝对参考系中在地球参考系(地球对于绝对参考系以速度u运动)C+uC-u
这意味着经典物理学出了问题,意味着绝对时间、绝对空间、伽利略变换等等都有问题。
爱因斯坦:“我们发现不了以太是因为以太根本就不存在。”只能得出“没有绝对参考系(以太)”的结论。1905年,爱因斯坦发表了具有划时代意义的论文《论动体的电动力学》,提出了爱因斯坦相对性原理和光速不变原理,作为狭义相对论的两条基本假设。牛顿力学狭义相对论力学时间测量长度测量质量测量是绝对的速度与参考系有关,相对的光速,是绝对的时间测量长度测量质量测量与参考系有关,相对的惯性系等价只适用于力学定理惯性系等价适用于一切物理定理相对论的基本原理出发,推导洛仑兹变换为简明扼要,只考虑沿x方向有相对运动(1)时空均匀性,线性变换,一次方程线性系数
与x,t
无关(2)爱因斯坦相对性原理,S和S‘
系相对速度相反,数学形式相同,(3)光速不变原理,t=t’
=0,O(O’)发光t(t')达x(x')满足x=ct,x'=ct'
(4)可得ct'=
(ct–ut)=
(c–u)t
ct=
(ct'+ut')=
(c+u)t'两式联立,消掉x或x',得t,
t'
间的变换代回(1)(2)式,即得x
x',x'
x
的变换洛仑兹变换的结果:SS’坐标系等价,唯相对速度u相反u是S’(自坐标,运动的火车)对S(它坐标,地面)的速度低速极限(洛仑兹变换与伽利略变换的关系)当时,,变为伽利略变换即:牛顿绝对时空观念是相对论时空观念在参考系相对速度很小时的近似。洛仑兹变换讨论例1S
系观测者观测到在x=100km处t=5×10–4s时的闪光。若S'
系相对于S
系以0.8c
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