狭义相对论的基本原理.pptx

1 1.1.狭义相对性原理：一切物理规律在任何惯性系中都具有相同的形式。即：物理定律与惯性系的选择无关，对物理定律来说，所有惯性系都是等价的。2.2.光速不变原理：在所有惯性系中，光在真空中的速率相同，与惯性系之间的相对运动无关，也与光源、观察者的运动无关。一、狭义相对论的两个基本原理一、狭义相对论的两个基本原理1.1.内容内容2.2.明确几点明确几点1)1)爱因斯坦的理论是牛顿理论的发展一切物理规律力学规律第1页/共15页22.光速不变否定了绝对时空概念。不存在绝对运动或绝对静止。光速不变也与伽利略的速度相加原理是不相容的。3)3)爱因斯坦理论带来了观念上的变革 我们不应当以适用于低速情况的伽利略变换为根据去讨论光速应该如何如何，而应当反过来，用光速不变这个实验提供的事实作为前提和基础，去讨论正确的时空变换。牛顿力学：狭义相对论力学：时间、长度、质量的测量均与参照系无关时间、长度、质量测量的相对性，与参照系有关第2页/共15页3t=tt=t，=0=0时，由原点发出一个光信号。寻找对同一客观事件，两个参照系中相应的坐标值之间的关系。二、洛仑兹变换二、洛仑兹变换 S为静系，S以u沿ox轴向右运动。我们可以把光到达P P点看作一个事件。而事件是在一定的空间和时间中发生的，可以用时空坐标来表示。经一段时间，光传到 P P点。O Ouxx第3页/共15页4由光速不变原理：1.1.洛仑兹坐标变换洛仑兹坐标变换站在S S和S S/的人都认为自己是静止不动的，而且光速也不变的。由发展的观点：狭义牛顿力学uc u c u c 变换无意义,存在极限速度c c.5)5)洛仑兹变换与伽利略变换相比，洛仑兹变换中的时间坐标和空间坐标相互联系在一起 ，不再是独立的了。时间与空间的测量都与参照系有关，这种新的时空观叫做狭义相对论的时空观。第7页/共15页8定义由洛仑兹坐标变换上面两式之比2.2.洛仑兹速度变换洛仑兹速度变换第8页/共15页9由洛仑兹变换知由上两式得由上两式得同样得同样得第9页/共15页10 洛仑兹速度变换式正变换 逆变换第10页/共15页11例1 1 设SS系以速率相对于S S系沿xxxx轴运动,且在t=t=0t=t=0时，x=x=0 x=x=0。(1)(1)若在S S系中有一事件发生于t t1 1=2.010=2.01077s,xs,x1 1=50m=50m处,该事件在SS系中发生于何时刻？(2)(2)如有另一事件发生于S S系中,t,t2 2=3.010=3.01077s s，x x2 2=10m=10m处，在SS系中测得这两个事件的时间间隔为多少解：（1 1）u=0.6c,=5/4u=0.6c,=5/4由洛仑兹坐标变换可得，第一个事件发生的时刻为：（2 2）第二事件发生的时刻为：在SS系中测得这两个事件的时间间隔为：第11页/共15页12例2 2、设想一飞船以c c的速度在地球上空飞行，如果这时从飞船上沿速度方向抛出一物体，物体 相对飞船速度为c c。问：从地面上看，物体速度多大？解：选飞船参照系为SS系。地面参照系为S S系。SSuX(X)由洛仑兹速度变换关系可得：第12页/共15页13对于不同的两个事件：3.3.两个事件的时空关系两个事件的时空关系下面我们来考察空间中的两个不同事件。事件1 1事件2 2两事件时间间隔两事件空间间隔根据洛仑兹变换，有：第13页/共15页14同理：同理：由有:第14页/共15页15感谢您的观看！第15页/共15页