狭义相对论1.ppt

1、第十章，狭义相对论的基础，相对论：给出了高速运动物体的力学定律；它从根本上改变了许多世纪以来形成的时间和空间以及运动的观点，并建立了新的时间和空间概念。质量和能量之间的关系被揭示，对重力本质的研究开始了。相对论分为：狭义相对论、广义相对论、牛顿力学的绝对时间和空间：长度和时间的测量与参考系无关，10.1伽利略变换经典力学的相对论原理，经典力学认为：1)空间的测量是绝对的，与参考系无关；2)时间的测量是绝对的，与参考系统无关。10.1.1伽利略变换公式，1。伽利略坐标变换公式，牛顿运动定律在两个惯性系统匀速直线运动中有相同的形式。10.1.2经典力学的相对论原理。对于任何惯性参考系统，牛顿力学定

2、律都有相同的形式。这是经典力学的相对性原理。牛顿力学回答：相对论原理：所有惯性系统的力学现象遵循相同的定律；或者，当研究力学定律时，所有的惯性系统都是等价的。例如，动量守恒定律和牛顿第二定律保持不变，绝对时间和空间的概念：时间和空间的测量与参考系统无关，而长度和时间的测量是绝对的。10.1.3经典力学的绝对时空观已被实践证明是不正确的。时间和空间观点：绝对的和真实的数学时间，从本质上来说，总是均匀地流逝，并且不同于任何其他数学时间。绝对空间本质上与任何外部事物无关。它从不移动，也从不改变。(也称为绝对时空观)，对于不同的惯性系统，电磁现象的基本定律的形式是否相同？对于两个不同的惯性参考系，光速

3、满足伽利略变换吗？结果：名观察者在被投掷后首先看到球，然后在被投掷前看到球。试着计算球发出的光波在投掷前后到达观察者所需的时间。(根据伽利略变换)，一颗著名的超新星在900多年前(公元1054年5月)爆炸了，这次爆炸的残骸形成了著名的金牛座蟹状星云。北宋天文学家记载，从公元1054年到1056年，尤其是前23天，白天可以用肉眼观察到。当一颗恒星在超新星中爆炸时，它的外围物质向四面八方飞去，也就是说，一些抛射体向地球移动。本文研究了超新星爆发期间光传播引起的疑虑。实际持续时间约为22个月。如何解释这一点？根据理论计算，观测超新奇爆发强光的时间大约持续，即A点的光到达地球的时间，B点的光到达地球的

4、时间。10.1.4迈克尔孙莫雷实验的完美电磁理论麦克斯韦理论已经在19世纪确立。如果使用伽利略变换，光速在不同的惯性系统中有不同的值，所以寻找参考系，光速为。为了测量地球相对于“以太”的运动，孙鹤芝在1881年使用了他自制的干涉仪，但没有结果。1887年，他和莫雷以更高的精度再次做了这种实验，但仍然没有得到任何结果，即没有观察到地球相对于“以太”的运动。目的：测量地球相对于“国家”的运动效应。假设：PM1=PM2=1，仪器相对于地球是静止的，地球的相对“在状态”速度是U，光从PM2P所花费的时间。因为设备随地球移动，所以下图显示了光的实际光路。通过几何关系将整个装置旋转到900，两条光线之间的

5、时间差：光程差：此时，两条光线正好互换，所需的时间差，光程差：旋转前后的总光程差，旋转前后的条纹数：如果L=11m米，=5.910-7米(钠光)，u=30km公里/秒。结果：条纹不会移动！20世纪最伟大的物理学家阿尔伯特爱因斯坦(1879-1955)于1905年和1915年创立了狭义相对论和广义相对论，并于1905年提出了光量子假说。为此，他获得了1921年的诺贝尔物理学奖，并且对量子理论也做出了许多重要贡献。1。狭义相对论的基本原理，1)爱因斯坦的相对论原理：物理定律在所有惯性系统中都有相同的表达形式，2)光速不变原理：光速在真空中是恒定的，这与光源或观察者的运动无关，也就是说，它不取决于惯性系统的选择。关键概念：相对性和不变性。相对性原则是自然界的普遍规律。所有惯性参考系统都是等效的。伽利略变换不符合狭义相对论的基本原理。爱因斯坦的理论完全取代了牛顿的理论。光速不变的原理与牛顿力学完全冲突，因此狭义相对论必须被视为牛顿力学的完全替代物，而不是其一般化。(2)光速不变与伽利略的速度叠加原理相反；(3)概念的变化和洛伦兹变换(基于光速不变的原理)测量两个参考系统中同一事件的坐标和时间之间的关系。如图所示，在时间t=0时，S和S与O重合。根据光速不变的原理，有两种参考系。根据时间和空间的均匀性，将其转化为线性变换。将(2)代入(1)的第二