高二物理竞赛伽利略相对性原理＆伽利略变换课件

第四章狭义相对论基础1提纲伽利略相对性原理和伽利略变换狭义相对论基本原理和洛仑兹变换狭义相对论的时空观狭义相对论动力学160018001700伽利略1564-1642………物理学关键概念的发展1900力学热力学电磁学牛顿1642-1722麦克斯韦1831-1879

以牛顿力学和麦克斯韦电磁场理论为代表的经典物理学，到20世纪初，已经取得了空前的成就。人类对物质世界的认识，已从宏观低速物体的运动规律逐渐扩展到高速传播的电磁波（包括光波）的场物质运动规律。160018001700伽利略1564-1642………物理学关键概念的发展1900力学热力学电磁学牛顿1642-1722麦克斯韦1831-1879

以牛顿力学和麦克斯韦电磁场理论为代表的经典物理学，到20世纪初，已经取得了空前的成就。人类对物质世界的认识，已从宏观低速物体的运动规律逐渐扩展到高速传播的电磁波（包括光波）的场物质运动规律。2000相对论量子力学爱因斯坦1879-1955……相对论与量子力学的创立是20世纪最伟大的成就，这两门学科构成了近代物理学的基础5*

系相对于系以匀速沿轴运动，观察两参照系中同一事件的时空关系。4.1伽利略相对性原理＆伽利略变换6*7速度变换公式*8加速度变换

在两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.*讨论2.在伽利略变换中t＝t意味着，不论在哪一个惯性系中，都有一个相同的绝对时间.这实际上是经典力学隐含的一个基本假定.3.由伽利略加速度变换式可知质点在两个惯性系中的加速度相同，经典力学中质量m是恒量，牛顿定律对伽利略变换保持不变.同时由于力学各种守恒定律均为牛顿定律的推论，所以力学规律对伽利略变换是不变的，即力学规律对一切惯性系都是等价的.1.

伽利略变换说明了同一事件在两个惯性系中时空坐标之间的关系.10经典力学的绝对时空观绝对空间:空间与运动无关,空间绝对静止.空间的度量与惯性系无关,绝对不变．绝对时间:时间均匀流逝,与物质运动无关,所有惯性系有统一的时间.11牛顿的绝对时空观牛顿力学的相对性原理注意

牛顿力学的相对性原理,在宏观、低速的范围内,是与实验结果相一致的.但在高速运动情况下则不适用.

光速C-----迈克耳逊-莫雷的0结果“以太(ether)”------光的传播媒质是“以太”论的观点：假设整个宇宙都充满着一种绝对静止的特殊媒质---“以太”。光波靠“以太”传播，光相对于静止的“以太”，传播速度各向同性，恒为绝对速度为C,“以太”是优于其它参考系的绝对参考系。光的波动说“以太”为何物？地球相对“以太”的速度是多少？迈克尔逊-莫雷精密的光干涉实验----------“零”结果光相对地球的速度又是多少？迈-莫实验若能用实验证明光波对地球的相对运动符合上述规律，则地球对“以太”的绝对运动将被证实，“以太”观点成立。u若在地球上固定一光源S按伽利略的速度合成法则，地球对以太的绝对运动必满足：cu+v或ucv以太系以太风迈克耳孙—莫雷实验（寻“以太”失败的著名实验）续6假如存在“以太”，的大小必定与传播方向有关。u绕中心O转动干涉仪两臂光程差必改变，干涉条纹必有移动。转过90°，两臂取向互换，光程差改变达极大，条纹移动量达极大若“以太”观点成立，预期有0.4根条纹移动量实测结果

经过不同季节、不同时间的反复仔细观测记录，没有发现预期的条纹移动。在历史上曾被称为有关寻找“以太”著名的“零结果”。迈克耳孙—莫雷实验（寻“以太”失败的著名实验）v地球c光对以太v地球对以太光对地球us底盘1镜2镜玻片O11m臂长l=

590nm迈克耳孙干涉仪cv+cv2cv22cv2观察记录干涉条纹相