14-3狭义相对论的基本原理洛伦兹变换式jm(精品).ppt

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1、爱因斯坦爱因斯坦 20世纪最伟大的物世纪最伟大的物理学家之一理学家之一,1905年、年、1915年先后创立狭义和年先后创立狭义和广义相对论广义相对论,1905年提年提出了光量子假设出了光量子假设,1921年获得诺贝尔物理学奖年获得诺贝尔物理学奖,还在量子理论方面有重还在量子理论方面有重要贡献要贡献.（1879-1955）14-3 14-3 狭义相对论的基本原理狭义相对论的基本原理 洛伦兹变换式洛伦兹变换式11 相对性原理相对性原理 物理定律在所有惯性系中都具有相同的物理定律在所有惯性系中都具有相同的表达形式表达形式.2 光速不变原理光速不变原理一狭义相对论的基本原理一狭义相对论的基本原理 光在

2、真空中的速度恒为光在真空中的速度恒为c，与光源或观测者的运动状态无关与光源或观测者的运动状态无关.是对力学相对性原理的推广是对力学相对性原理的推广 所有惯性系对所有惯性系对物理规律物理规律等价性，没有等价性，没有一个惯性系比另一个惯性系更优越一个惯性系比另一个惯性系更优越实验依据：实验依据：迈克尔孙迈克尔孙 -莫雷实验莫雷实验2伽俐略伽俐略:光速不变原理：光速不变原理：光在真空中的速度恒为光在真空中的速度恒为c，与光源或观测者的运动状态无关与光源或观测者的运动状态无关.（任何惯性系）（任何惯性系）3相对论的相对性、光速不变原理相对论的相对性、光速不变原理数学表示？数学表示？力学的相对性原理的数

3、学表示力学的相对性原理的数学表示洛伦兹变换式洛伦兹变换式伽俐略变换伽俐略变换4二二 洛伦兹变换式洛伦兹变换式设设 时，时，重合重合;*1 洛伦兹洛伦兹坐标变换式坐标变换式5正正变变换换逆逆变变换换求导求导洛仑兹速度变换式洛仑兹速度变换式 1 洛伦兹坐标变换式洛伦兹坐标变换式 推导中利用了相对论的推导中利用了相对论的相对性、光速不变原理；相对性、光速不变原理；洛伦兹坐标变换是洛伦兹坐标变换是相对性、相对性、光速不变原理（两条假设）的光速不变原理（两条假设）的数学表示。数学表示。62 洛仑兹洛仑兹速度变换式速度变换式正正变变换换逆逆变变换换73.洛仑兹变换的意义洛仑兹变换的意义(1).(1).满足

4、对应原理满足对应原理洛仑兹变换洛仑兹变换 伽利略变换伽利略变换满足满足对应原理对应原理8洛仑兹洛仑兹速度变换公式速度变换公式 伽利略速度变换伽利略速度变换满足满足对应原理对应原理9(2)洛仑兹变换揭示了时间、空间与运动的联系洛仑兹变换揭示了时间、空间与运动的联系建立了新的时空观建立了新的时空观（14-4）(3)揭示了光速揭示了光速 是一切物体是一切物体的运动的极限值。的运动的极限值。10讨论：光速不变讨论：光速不变光速不变光速不变如飞船如飞船S系中沿系中沿x方向发射一光信号方向发射一光信号S系系:ux=c地面地面S系系:11#例题例题 一短跑选手，在地球上以一短跑选手，在地球上以10s的的时间

5、跑完时间跑完100m.在飞行速度为在飞行速度为0.98c 的的飞船飞船中的观测中的观测者来看，这者来看，这选手选手跑了多长跑了多长时间时间和和多长多长距离距离？解：解：设地球：设地球：设飞船：设飞船：选手选手选选手手12131 相对性原理相对性原理 物理定律在所有惯性系中都具有相同的物理定律在所有惯性系中都具有相同的表达形式表达形式.2 光速不变原理光速不变原理小结：小结：光在真空中的速度恒为光在真空中的速度恒为c，与光源或观测者的运动状态无关与光源或观测者的运动状态无关.一、狭义相对论的两条基本假设一、狭义相对论的两条基本假设141 洛伦兹坐标变换式洛伦兹坐标变换式二、两条基本假设的数学表示二、两条基本假设的数学表示2 洛仑兹速度变换式洛仑兹速度变换式15