大学物理04相对论基础
15页1、1 1 1 第四章第四章第四章第四章 相对论基础相对论基础相对论基础相对论基础 (Theory of relativityTheory of relativity) 4-1 狭义相对论的基本假设 4-2 洛仑兹变换 4-3 狭义相对论时空观 4-4 狭义相对论动力学基础 华中师范大学物理学院 李安邦 2 2 位移位移变换关系变换关系 Z S X Y Y X S Z P r r R O O avrSavrS 系中:系中: rRr 速度速度变换关系变换关系 vuv 加速度加速度变换关系变换关系 a dt ud a 有相对运动的两个参考系中,同一运动质点的位 矢、速度、加速度之间的关系 回顾 3 3 伽利略变换伽利略变换 tt zz yy utxx 或或 Z X Y O ut u 伽利略 速度变换式 zz yy xx vv vv uvv zz yy xx vv vv uvv 或或 S 和 S 两坐标系的X 轴和X 轴方 向相同且重合。S 系相对S 系的 速度 u 为常数且沿着X轴正方向, O 与O 相重合的时刻 t = t =0 tt zz yy utxx 伽利略 坐标变换式 u P X S
2、 O Z Y S 4 4 1、空间任意两点之间的距离对于任何的坐标系而 言都是相同的;与坐标系的选择无关。即:长度 是“绝对的”,或称之为“绝对空间”。 2、时间间隔也与坐标系的选择无关,在不同的坐 标系中时间的量度或间隔都是相同的。即:“绝对 时间” “绝对空间”、“绝对时间” 构成了经典力学的所谓 “绝对时空观”,这种观点同大量的日常经验相符合。 3、空间与时间不相联系 5 5 经典力学遇到了一些困难经典力学遇到了一些困难 6 6 1、速度合成律应用到光时出现的问题、速度合成律应用到光时出现的问题 2 7 7 速度合成律中的问题(续)速度合成律中的问题(续) 夜空的金牛座上的夜空的金牛座上的“蟹状星云蟹状星云”,是,是900多年前 一次超新星爆发中抛出来的气体壳层。 多年前 一次超新星爆发中抛出来的气体壳层。 Vc c A B l Vc l tA c l tB km/sV l 1500 5 抛射速度 千光年 结论结论:在在 25 年持续看到超新星爆发时发出的强光。年持续看到超新星爆发时发出的强光。 史书记载史书记载:强光从出现到隐没还不到两年。强光从出现到隐没还不到两年。矛盾矛盾
3、矛盾矛盾 8 8 2、以太风实验的零结果、以太风实验的零结果 大海中轮船激起的波浪的传播速度只与洋流的速度 有关,而与轮船的航速无关。据此出现对前述问题 的一种解释:超新星发出的光,其传播速度与爆发 物的速度无关,只与传播介质的运动状态有关。 那么,这种传播介质是什么? 当时假设是一种叫做“以太(aether)”的物质。它在宇 宙中无处不在。 能不能检测到这种物质? 9 9 地球在以太海洋中航行,可以感受到吹来的以太风。 在不同方向测得的光速应该有差别: 地球在以太海洋中航行,可以感受到吹来的以太风。 在不同方向测得的光速应该有差别: 迈克尔逊莫雷实验以精密的光学测量方式,试图 测出不同方向的光速之差。但得到的是零结果。 1010 进行伽利略坐标变换:进行伽利略坐标变换: 0 21 2 2 2 22 22 2 22 2 xc u txc u tcx 一维麦克斯韦方程一维麦克斯韦方程 0 1 2 2 22 2 tcx 形式不同! 3、电磁学的麦克斯韦方程不服从伽利略变换:、电磁学的麦克斯韦方程不服从伽利略变换: 1111 1892年爱尔兰的菲兹哲罗和荷兰的洛仑兹独立 提出了运动长度收缩的
4、概念; 年爱尔兰的菲兹哲罗和荷兰的洛仑兹独立 提出了运动长度收缩的概念; 1899年洛仑兹提出运动物体上的时间间隔将变 长及洛仑兹变换; 年洛仑兹提出运动物体上的时间间隔将变 长及洛仑兹变换; 1904年庞加莱提出物体所能达到的速度有一最 大值真空光速; 年庞加莱提出物体所能达到的速度有一最 大值真空光速; 迈克尔逊莫雷实验引起物理学界广泛的讨论 和探索,很多人试图在经典物理的框架内用形 形色色的理论来修补“以太风”的学说。 1212 狭义相对论狭义相对论(special relativity)的两条基本假设(原理)的两条基本假设(原理) 1. 相对性原理相对性原理.物理定律在所有惯性系中都相同,即不存在 特殊的惯性系(物理定律的绝对性)。 物理定律在所有惯性系中都相同,即不存在 特殊的惯性系(物理定律的绝对性)。 2. 光速不变原理光速不变原理.在所有惯性系中,光在真空中的速率都等 于常量 在所有惯性系中,光在真空中的速率都等 于常量c(真空中光速大小的绝对性)。 狭义相对论建立的历史标志,是 (真空中光速大小的绝对性)。 狭义相对论建立的历史标志,是1905年由爱因斯坦发表题 为论
《大学物理04相对论基础》由会员E****分享,可在线阅读,更多相关《大学物理04相对论基础》请在金锄头文库上搜索。
逍遥游复习 知识点整理
近现代法德关系史 高三展示课3稿
当代大学生人生信仰及追求的调查研究
长相思 纳兰性德-ppt课件
课件:危机意识 一
英语ppt演讲关于阿甘正传
发达国家基础教育改革的动向与趋势 修改版
中国民间美术 课件.ppt
生物质发电技术与系统 课程ppt 第1章 生物质发电技术现状及发展趋势 2学时 -----2016
现代信号处理思考题 含答案
执业药师继续教育 抑郁症的药物治疗 100分
小学生的成长档案模板不用修改 万能型
增订六版 现代汉语 上册 第二章文字 思考与练习答案
国家财政ppt课件
加拿大英语介绍
六年级统计图的选择课件
中学生成长档案ppt
中国现代文学史期末复习整理
lohi和hihilo训练对女子赛艇运动员运动能力影响的比较研究
风雨贾平凹阅读答案
2024-04-18 4页
2024-04-18 2页
2024-04-18 2页
2024-04-18 2页
2024-04-18 5页
2024-04-18 2页
2024-04-18 4页
2024-04-18 3页
2024-04-18 2页
2024-04-18 2页