狭义相对论的时空观及广义相对论简介

1、18-1伽利略变换与牛顿绝对时空观的关系，18-2迈克尔逊-莫雷实验，18-3洛伦兹变换，狭义相对论的基本原理，18-4狭义相对论的时空观，18-6相对论的动量和能量，18-7广义相对论导论，第18章相对论，教科书：第2卷179P217。1.同步相对论，18-4狭义相对论的时空观，2。长度收缩，2。相对论第二讲，3。时间延迟，1。动量和速度的关系，18-6。相对论动量和能量，2。狭义相对论力学基本方程，3。质量和能量的关系，18-7。广义相对论导论，1。广义相对论的等效原理，2。广义相对论时空特性的一些例子，1。同步相对论例如，一次雷击、一次闪光、一个粒子在某个时间移动到某个地方、两个粒子之间

2、的碰撞、基本粒子的产生或湮灭。事件1:汽车后壁的接收器接收光信号。事件2:汽车的前壁接收器接收光信号。2。同时也是相对论。事件1和事件2在S系统中同时发生在不同的地方。这两个事件在S系统中是在不同的时间观察到的，也就是说，这两个事件发生在两个惯性系统运动方向的不同位置，在一个惯性系统中是同时发生的，而在另一个惯性系统中是不同的，因此它们同时具有相对意义。事件1和事件2发生在s系统的同一时间和地点。可以观察到这两个事件在S系统中同时发生，也就是说，这表明只有在同一地点同时发生的两个事件才能在其他惯性系统中同时观察到。两个长度的收缩，以s系统测量：l=x2-x1=l0，标尺在相对于s系统的ox轴上

3、是固定的。标尺长度以S系统测量，要求t1=t2，l=x2-x1。洛伦兹变换公式如下：长度测量的定义：同时测量一个物体两端的坐标，两端坐标之差就是物体的长度。长度收缩是一种相对效应，结果是相反的。减去上述两个表达式：原始长度(也称为静态长度或固有长度):相对于观察者而言，杆的长度。(原始长度最长)，洛伦兹收缩：物体的长度在移动方向上收缩。当1，110，例1假设有一个光子火箭以相对于地球的速度v=0.95c飞行。如果以火箭为参照系测量火箭长度为15米，火箭有多长？火箭参考系统是具有固有长度的S系统，地面参考系统是S系统。实施例2将一根1米长的棒放置在氧平面上休息。S系统中的观测者测量到棒与牛轴成4

4、5角。从S系统的观察者来看，棍子的长度以及棍子与牛的轴线之间的夹角是多少？想象一下，相对于s系统，s系统的运动速度沿着相对于s系统的x轴运动。解决方案：在S系统中，S系统沿y轴相对于S系统的速度为零，棒长沿ox轴的分量为：棒与ox轴的夹角为：移动的时钟运行缓慢，延迟三次。在S系统中，两个事件3360发生在同一地点B，以：的时间间隔发射光信号和接收光信号。在S系统中观察到两个事件，具有固有时间：1 Tt=t0，也称为原始时间。显然最初的时间是最短的。时间间隔：时间延迟：移动的时钟变慢了。也被称为时间膨胀。时间延迟是一种相对效应。当vt=t0时，时间膨胀效应已经被实验证明。在不同的惯性框架中，两个

5、事件之间的空间关系是相对的，时间关系也是相对的。只有把空间和时间联系起来，它才有意义。时间的流逝不是绝对的，运动会改变时间的进程。(例如新陈代谢、放射性衰变、寿命等。)，时间和空间的四个狭义相对论，时间和空间不是相互独立的，而是一个不可分割的整体。光速是建立不同惯性系统之间时空转换的纽带。例3假设光子火箭以v=0.95c的速度相对于地球作直线运动。如果火箭上的宇航员计时器记录他观察星云需要10分钟，那么地球上的观察者测量它需要多长时间？移动的钟似乎走慢了。让火箭成为S系统，地球成为S系统。牛顿定律与光速极限之间的矛盾，物体在恒力下的运动，物体的质量与经典力学中的运动无关，1相对论动量，动量与速度的关系，18-6相对论动量与能量，在牛顿力学中，粒子的动量M是：在狭义相对论中，根据相对论原理，质量M与速度v有关，在不同的惯性系统中有不同的大小。当时，动量表达式中的m叫做相对质量。M0被称为静止质量，静止质量是相对于惯性系统静止的物体的质量。相对论质量对于光子，速度是c，m不能是无穷大，所以光子的剩余质量m0=0是0，这叫做质量-速度关系式。狭义相对论力学的基本方程，dm/dt在vc时急剧增加，所以光速C是物体的极限速度。当时，相对论动量守恒定律，时间=常数向量，是牛顿在经典力学中的第二定律。为了简化讨论，让一个静止质量为m0的粒子在可变力的作用下开始沿X轴做