狭义相对论速度变换式和动力学基础幻灯片.ppt

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1、狭义相对论速度变换式和动力学基础第1页，共22页，编辑于2022年，星期日相对论速度变换相对论速度变换由洛仑兹由洛仑兹坐标变换坐标变换上面两式之比上面两式之比定义定义第2页，共22页，编辑于2022年，星期日由洛仑兹变换知由洛仑兹变换知由上两式得由上两式得同样得同样得第3页，共22页，编辑于2022年，星期日洛仑兹速度变换式洛仑兹速度变换式逆变换逆变换正变换正变换第4页，共22页，编辑于2022年，星期日例：设想一飞船以例：设想一飞船以0.800.80c 的速度在地球上空飞行，的速度在地球上空飞行，如果这时从飞船上沿速度方向发射一物体，物体如果这时从飞船上沿速度方向发射一物体，物体 相对飞船速

2、度为相对飞船速度为0.900.90c 。问：从地面上看，物体速度多大？问：从地面上看，物体速度多大？s第5页，共22页，编辑于2022年，星期日解：解：选飞船参考系为选飞船参考系为系系 地面参考系为地面参考系为系系第6页，共22页，编辑于2022年，星期日 狭义相对论动力学基础狭义相对论动力学基础高速运动时动力学概念如何？高速运动时动力学概念如何？基本出发点：基本出发点：基本规律在洛仑兹变换下形式不变；基本规律在洛仑兹变换下形式不变；低速时回到牛力低速时回到牛力第7页，共22页，编辑于2022年，星期日物体的物体的静止质量。静止质量。相对于观察相对于观察者以速度者以速度运动时的质运动时的质量。

3、量。12340.20.41.000.60.8一一.质速关系式质速关系式第8页，共22页，编辑于2022年，星期日二二.狭义相对论运动方程狭义相对论运动方程由由得得两式联立得两式联立得第9页，共22页，编辑于2022年，星期日讨论讨论 不仅取决于不仅取决于还取决于还取决于若若与牛力形式相同与牛力形式相同惯性的量度但但 一般情况下一般情况下不是惯性的量度不是惯性的量度第10页，共22页，编辑于2022年，星期日例例 分析垂直进入均匀磁场中的带电粒子运动情况分析垂直进入均匀磁场中的带电粒子运动情况已知已知:磁感强度为磁感强度为00 分析：分析：圆周运动圆周运动实验验证实验验证 与与 关系的理论基础关

4、系的理论基础19081908年德国布歇勒做出了质量与速度的关系年德国布歇勒做出了质量与速度的关系有力地支持了相对论有力地支持了相对论第11页，共22页，编辑于2022年，星期日产生均匀磁场的线圈产生均匀磁场的线圈-镭源镭源产生均匀电场的平行板电容器产生均匀电场的平行板电容器-感光底片感光底片实验物理学实验物理学家是伟大的家是伟大的实验装置实验装置第12页，共22页，编辑于2022年，星期日 相对论性能量相对论性能量一一.相对论动能相对论动能 动能定理应该是合理的动能定理应该是合理的设计质点从静止，通过力作功，使动能增加。设计质点从静止，通过力作功，使动能增加。第13页，共22页，编辑于2022

5、年，星期日由由动能动能两边求微分两边求微分:第14页，共22页，编辑于2022年，星期日讨论讨论合理否？合理否？与经典动能形式完全不同与经典动能形式完全不同若电子速度为若电子速度为 损失的能量转换成静能损失的能量转换成静能第18页，共22页，编辑于2022年，星期日三三.相对论的动量能量关系式相对论的动量能量关系式由由两边平方得两边平方得光子光子又又第19页，共22页，编辑于2022年，星期日*9 9 相对论动量能量变换相对论动量能量变换？用类比方法用类比方法推导推导 由由E PE P关系关系即即说明说明是洛仑兹不变量是洛仑兹不变量第20页，共22页，编辑于2022年，星期日 由由E PE P关系关系是洛仑兹不变量是洛仑兹不变量 由时空变换由时空变换是洛仑兹不变量是洛仑兹不变量 对比相应对比相应的量的量即即等等类比类比 洛仑兹坐标洛仑兹坐标 变换变换得出得出 动量动量 能量能量 变换变换第21页，共22页，编辑于2022年，星期日等等类比类比第22页，共22页，编辑于2022年，星期日