高三物理第三冊狹義相對論基本假設ppt

1、狹義相對論基本假設洛侖茲變換,1.狹義相對性原理：一切物理規(guī)律在任何慣性系中都具有相同的形式。即：物理定律與慣性系的選擇無關，對物理定律來說，所有慣性系都是等價的。,2.光速不變原理：在所有慣性系中，光在真空中的速率相同，與慣性系之間的相對運動無關，也與光源、觀察者的運動無關。,1.內(nèi)容,2.明確幾點,1) 愛因斯坦的理論是牛頓理論的發(fā)展,2.光速不變否定了絕對時空概念。不存在絕對運動或絕對靜止。,光速不變也與伽利略的速度相加原理是不相

2、容的。,3) 愛因斯坦理論帶來了觀念上的變革,我們不應當以適用于低速情況的伽利略變換為根據(jù)去討論光速應該如何如何，而應當反過來，用光速不變這個實驗提供的事實作為前提和基礎，去討論正確的時空變換。,牛頓力學：,狹義相對論力學：,時間、長度、質(zhì)量的測量均與參照系無關,時間、長度、質(zhì)量測量的相對性，與參照系有關,t=t，=0時，由原點發(fā)出一個光信號。,S為靜系，S’以u沿ox軸向右運動。,我們可以把光到達P點看作一個事件。而事件是在一定的空間

3、和時間中發(fā)生的，可以用時空坐標來表示。,經(jīng)一段時間，光傳到 P點。,由光速不變原理：,1.洛侖茲坐標變換,站在S和S/的人都認為自己是靜止不動的，而且光速也不變的。,由發(fā)展的觀點：,u<<c 情況下，,由于客觀事實是確定的：,對應唯一的,設：,下面的任務是，根據(jù)上述四式，利用比較系數(shù)法，確定系數(shù) ? ? ? ?。,,最后得到洛侖茲坐標變換：,相對論因子,這種變換是已知事件在S系中的時空坐標（x，y，z，t）變換成事件在

4、S/系中的時空坐標（x/，y/，z/，t/）。這種變換稱為坐標正變換。,,由S/系到S系的逆坐標變換為：,討論,2)（x,y,z,t)和(x’,y’,z’,t’)是事件的時空坐標,正變換,回到伽利略變換,3)當 u « c 時，γ→1,,,,4) u > c 變換無意義, 存在極限速度c .,5) 洛侖茲變換與伽利略變換相比，洛侖茲變換中的時間坐標和空間坐標相互聯(lián)系在一起 ，不再是獨立的了。時間與空間的測量都與參照系有關

5、，這種新的時空觀叫做狹義相對論的時空觀。,定義,,2.洛侖茲速度變換,由洛侖茲變換知,洛侖茲速度變換式,正變換,逆變換,,,例1 設S’系以速率u=0.6c相對于S系沿xx’軸運動,且在t=t’=0時，x=x’=0。(1)若在S系中有一事件發(fā)生于t1=2.0×10–7s,x1=50m處,該事件在S’系中發(fā)生于何時刻？(2)如有另一事件發(fā)生于S系中,t2=3.0×10–7s ，x2=10m處，在S’系中測得這兩個事件的

6、時間間隔為多少,解：（1）u=0.6c ,∴ γ=5/4,由洛侖茲坐標變換可得，第一個事件發(fā)生的時刻為：,（2）第二事件發(fā)生的時刻為：,∴ 在S’系中測得這兩個事件的時間間隔為：,例2、設想一飛船以0.80c的速度在地球上空飛行， 如果這時從飛船上沿速度方向拋出一物體，物體 相對飛船速度為0.90c 。問：從地面上看，物體速度多大？,解：,選飛船參照系為S’系。,地面參照系為S系。,由洛侖茲速度變換關系可得：,對于不同的兩個事件：,3.