14-1 伽利略变换式 牛顿的绝对时空观(精品).ppt

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1、第十四章第十四章 相对论相对论14-1 14-1 伽利略变换式伽利略变换式 牛顿的绝对时空观牛顿的绝对时空观物理学物理学第五第五t版版*1第十四章第十四章 相对论相对论14-1 14-1 伽利略变换式伽利略变换式 牛顿的绝对时空观牛顿的绝对时空观物理学物理学第五第五t版版*2第十四章第十四章 相对论相对论14-1 14-1 伽利略变换式伽利略变换式 牛顿的绝对时空观牛顿的绝对时空观物理学物理学第五第五t版版速度变换公式速度变换公式*3第十四章第十四章 相对论相对论14-1 14-1 伽利略变换式伽利略变换式 牛顿的绝对时空观牛顿的绝对时空观物理学物理学第五第五t版版加速度变换加速度变换 在在两

2、两相互作匀速直线运动的惯性系中相互作匀速直线运动的惯性系中,牛顿运动定律具有相同的形式牛顿运动定律具有相同的形式.*4第十四章第十四章 相对论相对论14-1 14-1 伽利略变换式伽利略变换式 牛顿的绝对时空观牛顿的绝对时空观物理学物理学第五第五t版版牛顿力学中：牛顿力学中：相互作用是客观的，力与参考系无关。相互作用是客观的，力与参考系无关。质量的测量与运动无关。质量的测量与运动无关。据伽利略变换据伽利略变换伽利略相对性原理伽利略相对性原理伽利略相对性原理伽利略相对性原理伽利略相对性原理伽利略相对性原理5第十四章第十四章 相对论相对论14-1 14-1 伽利略变换式伽利略变换式 牛顿的绝对时空

3、观牛顿的绝对时空观物理学物理学第五第五t版版宏观低速物体的力学规律在任何惯性系中形式相同宏观低速物体的力学规律在任何惯性系中形式相同或或 牛顿力学规律在伽利略变换下形式不变牛顿力学规律在伽利略变换下形式不变或或 牛顿力学规律是伽利略不变式牛顿力学规律是伽利略不变式如：动量守恒定律如：动量守恒定律伽利略相对性原理伽利略相对性原理伽利略相对性原理伽利略相对性原理6第十四章第十四章 相对论相对论14-1 14-1 伽利略变换式伽利略变换式 牛顿的绝对时空观牛顿的绝对时空观物理学物理学第五第五t版版据伽利略变换，可得到经典时空观据伽利略变换，可得到经典时空观（1）同时的绝对性）同时的绝对性在同一参照系

4、中，两个事件同时发生在同一参照系中，两个事件同时发生据伽利略变换，在另一参照系中，据伽利略变换，在另一参照系中，在其他惯性系中，两个事件也一定同时发生。在其他惯性系中，两个事件也一定同时发生。同时的绝对性。同时的绝对性。2.2.经典力学时空观经典力学时空观经典力学时空观经典力学时空观7第十四章第十四章 相对论相对论14-1 14-1 伽利略变换式伽利略变换式 牛顿的绝对时空观牛顿的绝对时空观物理学物理学第五第五t版版（2）时间间隔的测量是绝对的）时间间隔的测量是绝对的在同一参照系中，两个事件先后发生，其间隔为在同一参照系中，两个事件先后发生，其间隔为在其他惯性系中，两个事件的时间间隔不变。在其

5、他惯性系中，两个事件的时间间隔不变。时间间隔的绝对性时间间隔的绝对性。据伽利略变换，据伽利略变换，在另一参照系中，在另一参照系中，（3）长度测量的绝对性）长度测量的绝对性 当杆的方向沿轴方向时，长当杆的方向沿轴方向时，长度是杆的两端的坐标差，但必须度是杆的两端的坐标差，但必须同时测量。同时测量。静止系中可不同时测静止系中可不同时测经典力学时空观经典力学时空观经典力学时空观经典力学时空观8第十四章第十四章 相对论相对论14-1 14-1 伽利略变换式伽利略变换式 牛顿的绝对时空观牛顿的绝对时空观物理学物理学第五第五t版版运动系中同时测运动系中同时测运动系中不同时测运动系中不同时测静止系中，杆的长

6、度为静止系中，杆的长度为运动系中，杆的长度为运动系中，杆的长度为据伽利略变换据伽利略变换长度测量是绝对的。长度测量是绝对的。经典力学时空观经典力学时空观经典力学时空观经典力学时空观9第十四章第十四章 相对论相对论14-1 14-1 伽利略变换式伽利略变换式 牛顿的绝对时空观牛顿的绝对时空观物理学物理学第五第五t版版二二 经典力学时空观经典力学时空观绝对空间绝对空间:空间与运动无关空间与运动无关,空间绝对空间绝对静止静止.空间的度量与惯性系无关空间的度量与惯性系无关,绝对绝对不变不变绝对时间绝对时间:时间均匀流逝时间均匀流逝,与物质运动与物质运动无关无关,所有惯性系有统一的时间所有惯性系有统一的

7、时间.10第十四章第十四章 相对论相对论14-1 14-1 伽利略变换式伽利略变换式 牛顿的绝对时空观牛顿的绝对时空观物理学物理学第五第五t版版牛顿的绝对时空观牛顿的绝对时空观牛顿力学的相对性原理牛顿力学的相对性原理注注 意意 牛顿力学的相对性原理牛顿力学的相对性原理,在宏观、在宏观、低速的范围内低速的范围内,是与实验结果相一致的是与实验结果相一致的.但在高速运动情况下则不适用但在高速运动情况下则不适用.11第十四章第十四章 相对论相对论14-1 14-1 伽利略变换式伽利略变换式 牛顿的绝对时空观牛顿的绝对时空观物理学物理学第五第五t版版对电磁现象的研究表明对电磁现象的研究表明:电磁现象所遵

8、从的麦克斯韦方程组电磁现象所遵从的麦克斯韦方程组不服从伽利略变换不服从伽利略变换.真空中的光速真空中的光速12第十四章第十四章 相对论相对论14-1 14-1 伽利略变换式伽利略变换式 牛顿的绝对时空观牛顿的绝对时空观物理学物理学第五第五t版版 试计算球被投出前后的瞬间，所发试计算球被投出前后的瞬间，所发出的光波达到观察者所需时间出的光波达到观察者所需时间.球球投投出出前前球球投投出出后后(根根据据伽伽利利略略变变换换)例例13第十四章第十四章 相对论相对论14-1 14-1 伽利略变换式伽利略变换式 牛顿的绝对时空观牛顿的绝对时空观物理学物理学第五第五t版版观察者先看到投出后的球，观察者先看

9、到投出后的球，后看到投出前的球后看到投出前的球.结果结果:球球投投出出前前球球投投出出后后(根根据据伽伽利利略略变变换换)14第十四章第十四章 相对论相对论14-1 14-1 伽利略变换式伽利略变换式 牛顿的绝对时空观牛顿的绝对时空观物理学物理学第五第五t版版 当一颗恒星在发生超新星爆发时当一颗恒星在发生超新星爆发时,它的外围物质向四面八方飞散它的外围物质向四面八方飞散,即有些即有些抛射物向着地球运动抛射物向着地球运动,现研究超新星爆发现研究超新星爆发过程中光线传播引起的疑问过程中光线传播引起的疑问.l=5000 光年光年物质飞散速度物质飞散速度AB15第十四章第十四章 相对论相对论14-1

10、14-1 伽利略变换式伽利略变换式 牛顿的绝对时空观牛顿的绝对时空观物理学物理学第五第五t版版 A 点光线到达点光线到达地球所需时间地球所需时间 B 点光线到达点光线到达地球所需时间地球所需时间l=5000 光年光年物质飞散速度物质飞散速度AB16第十四章第十四章 相对论相对论14-1 14-1 伽利略变换式伽利略变换式 牛顿的绝对时空观牛顿的绝对时空观物理学物理学第五第五t版版l=5000 光年光年物质飞散速度物质飞散速度AB 理论计算观察到超新星爆发的强光理论计算观察到超新星爆发的强光的时间持续约的时间持续约 .实际实际持续时间约为持续时间约为 22 个月个月,这怎么解释这怎么解释?17第十四章第十四章 相对论相对论14-1 14-1 伽利略变换式伽利略变换式 牛顿的绝对时空观牛顿的绝对时空观物理学物理学第五第五t版版3、解释天文现象的困难解释天文现象的困难 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多年多年前一次超新星爆发中抛出来的气体壳层。前一次超新星爆发中抛出来的气体壳层。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18