普通物理12-1狭义相对论的基本原理洛伦兹坐标变换

1、整理课件12.1 狭义相对论的基本原理狭义相对论的基本原理 洛伦兹变换洛伦兹变换12.1.2 伽利略变换伽利略变换 经典的时空观经典的时空观 相对论的意义相对论的意义12.1.3 狭义相对论的基本假设狭义相对论的基本假设12.1.4 洛伦兹变换洛伦兹变换整理课件12.1.1 相对论的意义相对论的意义1. 经典力学和相对论力学经典力学和相对论力学经典力学经典力学:相对论力学相对论力学: 十九世纪末二十世纪初以前十九世纪末二十世纪初以前的力学称之它的应用范围为低速；认为质的力学称之它的应用范围为低速；认为质量是不随速率变化的常量量是不随速率变化的常量 二十世纪以后的力学称二十世纪以后的力学称之它的

2、应用范围为高速（接近光速）；认之它的应用范围为高速（接近光速）；认为质量随速率而变化为质量随速率而变化经典力学和相对论力学的关系经典力学和相对论力学的关系: 当物体的运动速度远远低于光速时，相当物体的运动速度远远低于光速时，相对论力学过渡到经典力学经典力学是相对对论力学过渡到经典力学经典力学是相对论力学的一种特例或近似论力学的一种特例或近似整理课件2. 狭义相对论和广义相对论狭义相对论和广义相对论 狭义相对论是关于高速情况下的时空观狭义相对论是关于高速情况下的时空观理论；理论； 广义相对论是关于引力和时空结构的广义相对论是关于引力和时空结构的理论理论 狭义相对论适用于一切惯性参考系，而狭义相对

3、论适用于一切惯性参考系，而广义相对论适用于一切参考系广义相对论适用于一切参考系3. 相对论和时空观相对论和时空观经典力学是建立在绝对时空观的基之上；经典力学是建立在绝对时空观的基之上；狭义相对论是建立在相对时空观的基础之上；狭义相对论是建立在相对时空观的基础之上；广义相对论是建立在时空弯曲观的基础之广义相对论是建立在时空弯曲观的基础之上上整理课件12.1.2 伽利略变换伽利略变换 经典的时空观经典的时空观 设设K坐标系静止，坐标系静止， 坐标系相对于坐标系相对于K坐标系坐标系 以速度以速度 沿沿x轴正向运动轴正向运动，并以并以 和和 两原点两原点重合的时刻作为两坐标系共同的计时起点，重合的时刻

4、作为两坐标系共同的计时起点，y轴和轴和 轴、轴、 轴和轴和 轴互相平行轴互相平行K uoo y zz xyx y uoo p tzyx, tzyx ,z zKK 整理课件伽利略坐标变换伽利略坐标变换伽利略速度变换伽利略速度变换 ttzzyyutxx正变换正变换 ttzzyyutxx逆变换逆变换 zzyyxxvvvvuvv正变换正变换 zzyyxxvvvvuvv逆变换逆变换整理课件经典的时空观经典的时空观1时间和空间是独立存在；时间和空间是独立存在；2同时是绝对的；同时是绝对的；3时间间隔是绝对不变量；时间间隔是绝对不变量；4空间间隔是绝对不变量空间间隔是绝对不变量整理课件12.1.3 狭义相对

5、论的基本假设狭义相对论的基本假设 物理定律在所有物理定律在所有惯性系惯性系中都是同形的，中都是同形的，因此各个因此各个惯性系惯性系中都是等价的，不存在特殊中都是等价的，不存在特殊的绝对的绝对惯性系惯性系1. 相对性原理相对性原理 或：物理定律在所有或：物理定律在所有惯性系惯性系中具有数学中具有数学形式不变性，即形式不变性，即协变性协变性 所有的所有的惯性系惯性系中，光在真空中的传播速中，光在真空中的传播速率具有相同的值率具有相同的值c 2. 光速不变原理光速不变原理18sm1099792458. 2 c整理课件xyx y uoo p tzyx, tzyx ,z zKK 12.1.4 洛伦兹变换洛伦兹变换 设设K坐标系静止，坐标系静止， 坐标系相对于坐标系相对于K坐标系坐标系 以速度以速度 沿沿x轴正向运动轴正向运动，并以并以 和和 两原点两原点重合的时刻作为两坐标系共同的计时起点，重合的时刻作为两坐标系共同的计时起点，y轴和轴和 轴、轴、 轴和轴和 轴互相平行轴互相平行K uoo y zz 整理课件 )()(2xcuttzzyyutxx 时空坐标的时空坐标的洛伦兹变换洛伦兹变换时空坐标的洛时空坐标的洛伦兹逆变换伦兹逆变换 )()(2xcuttzzyytuxx ,cu 2211cu 从爱因斯坦狭义相对论的两个