近代物理学基础

1、 船走吗船走吗?xyz0Kut x y z 0KuPyy zz tt utxx utxx yy zz tt uvvxx yyvv zzvv xxaa yyaa zzaa aa FF 212212212)()()(zzyyxxr 212212212) () () (zzyyxxr )()(1212utxutxxx 12xx r tt FFtt 甲乙clt )(vclt tt cvcc旧时观点：旧时观点：G 以太系以太系ucuc22uc S22uc uc uc S22uc 22uc u04. 0N4 . 0N0N光速不变原理：光速不变原理：在所有惯性系中，在所有惯性系中，真真空中的光空中的光传播的

2、速率都等于传播的速率都等于c三三.洛仑兹变换洛仑兹变换xyz0 x y z 0uxyz0 x y z 0u22222tczyx22222tczyx yy zz ) 1 (taxax1211 taxat2221 0 x01211 taxa1112ddaatx 0 xtax12 tat22 xyz0 x y z 0uu 2211aa utaxax1111 taxat1121 )2( 221111cua 222211cucua 2212ddaatx u -0对对K系的速度系的速度221cuutxx yy zz 2221cuxcutt 221cuutxx yy zz 2221cuxcutt 讨论：讨论

3、：221cu1utxxtt 四四.相对论的速度变换相对论的速度变换221dddcutuxx 2221dddcucxutt ddtxvx 2ddddcxuttux 21cuvuvxx yydd zzdd 22211cuvcuvxz ddtzvz ddtyvy 222dd1dcxutcuy 22211cuvcuvxy KuKx1P2P0 y0z2211cuutxxP 22)8 . 0(18 . 0cccc 22211cucuxttP 22)8 . 0(18 . 01cccc 31 3c ( ,0,0, )3c31 0t38t cx2cx310 xK xKBum/s107 . 28 um/s109

4、. 28 xvAxv21cuvuvvxxx m/s1099. 28 281688)103(107 . 29 . 21107 . 2109 . 2 xy0K1x120 xxLu2x x y 0K12xxL ttt 21120 xxL 22122211cuutxcuutx 22121cuxx 221cuL 2201cuLL 0L 030ylxlm1 l030cosllx 030sinlly xyzK y x zu lK045cosllx 045sinlly 0030sin45sinll 0045sin30sin lm707. 0 xyz y x zu030 lylxll221cullxx 2200

5、130cos45coscul 20030cos45cos1 lcuc817. 0 二二.时间膨胀时间膨胀xy0K0 x10,tx20,tx120tt xy0K0 xu x y 0K12tt 222012220211cucuxtcucuxt 2201cu 0 讨论：讨论：b x y 0Kcbt2221cutt clt2 22)2(2tubc btuull x y 0Kuxy0Kb x y 0KxKxv xKu21cuvuvvxxx 6 . 08 . 016 . 08 . 0 ccc946.0 xKu221cutt 26 . 015 s4 三三.“同时同时”的相对的相对性性设设在在K系系x1、x2

6、处处同时同时发生两件事件发生两件事件u x y 0Kxy0K1x2x012 ttt222112222211cucuxtcucuxt12ttt 222211/)(cucuxx0 xy0K1x2xu x y 0K222211/)(cucuxxt 0 12tt 讨论：讨论：一惯性系中一惯性系中同时而不同地点同时而不同地点发生的发生的事件，在另一惯性系不是同时发生事件，在另一惯性系不是同时发生 事件的因果顺序是绝对的事件的因果顺序是绝对的2221cuxcutt 2221)1(cucuvt cu cv 而而 ttm4 xm5 x0 t221cutuxx 22145cu cu6 . 0 2221cuxcu

7、t 22146 . 0cuc s810 uu5-4相对论动力学基础相对论动力学基础xyK x yKuABA：211cvuuvvxx 2212cuu )(1vmB：0 0m2221cuuuv uuxyK x yKuABxyK x yKuC0 CvuvC )(uMxyK x yKuC)()(10uMvmm uuMvvm)()(11 )()(1011vmmvvmu 22112cuuv 022122 cuvcu22112121cvvcvcu )()(1011vmmvvm 22112cuuv )()(1011vmmvvmu )11 ()()(221212101cvvcvmmvm 221011)(cvmv

8、m 22112121cvvcvcu )()(1011vmmvvm 2201)(cvmvm )(vm0m )(vma0vmp 2201cvvm tvmFd)d( )1(dd220cvvmt tmvtvmdddd 三三.相对论能量相对论能量FsdSFEkdd tvFd )d(tFv )d(vmv vkvmvE0)d()1d(0220 vcvvmv babaxxfxgabxgxfxgxfd)( )()()()(d)()1d(0220 vkcvvmvE vkcvvvmvcvvvmE022002201d1202220222011cmcvcmcvvmEk 2022201cmcvcm 202cmmcEk 2

9、00cmE kEcv 32642531423121111xxxx 1)(83)(211 4220 cvcvcm2021vm 20cm202cmmcEk ) 111(2220 cvcm2mcE 2mcE J16109 J7106 . 4 2.能量与动量的关系能量与动量的关系22201cvcmE 2201cvvmp 224202cpcmE 22202cpEE pc0EE五五.光子光子2201cvmm 2cEm cEp ch h 2ch 224202cpcmE 2200001cvvmp 204 . 014 . 0 cmcm044. 0 02vv c8 .0 22011cvvmp cm033. 1 44. 033. 101 pp3