大学物理第四章－1课件

普通物理学参考书：●大学物理学.第三册,电磁学

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大学物理学.第四册,波动与光学

O4/Z-719B.2/4大学物理学.第五册,量子物理

O4/Z-719B.2/5张三慧主编清华大学出版社●《大学物理教程》吴锡珑主编高等教育出版社

●《大学物理学习指导》张孝林主编科学出版社●相对论在现代导航中的应用

TN967.1/F-151费保俊编著●《工科物理习题集》杂志:《大学物理》《工科物理》基本要求:1、上课不迟到、不早退，不无故缺课2、作业按时完成，每周二交，周二发3、平时成绩30％左右，期末成绩70%左右联系方式：公共邮箱：密码：800122一、位置矢量（位矢）zyxo位矢:用有向线段表示记作:大小为：位矢的方向：P(x,y,z)1运动描述的几个概念二、位移设质点作曲线运动t时刻位于A点，位矢t+t时刻位于B点，位矢

位移：

在t时间内，位矢的变化量（即A到B的有向线段）zyxoBA在直角坐标系中2、瞬时速度质点在某一时刻所具有的速度速度的方向为轨道上质点所在处的切线方向。速度的矢量式：速度的三个坐标分量：ozyxAB速度的大小：t1时刻，质点速度为t2时刻，质点速度为四、加速度加速度是反映速度变化的物理量t时间内，速度增量为：平均加速度结论：平均加速度的方向与速度增量的方向一致xozy瞬时加速度：当t0时，平均加速度的极限即为瞬时加速度。加速度的矢量式：加速度的大小：当t趋向零时，速度增量的极限方向加速度的方向：绝对时空观和伽利略变换长期被奉为绝对真理，

对它们的冲击最早来自麦克斯韦的电磁场理论表现在两方面：1、电磁场理论不满足力学相对性原理，在伽利略

变换下，电磁场方程形式发生变化。

2、按照电磁场理论，光是电磁波，并通过媒质以

有限的速度传递，而实验发现光可以在真空中传播物理学家假设存在绝对静止的参考系“以太”迈克耳孙-莫雷实验GTS理论与实验结果产生矛盾否定了绝对参考系的存在u一、狭义相对论基本原理：1、狭义相对论的相对性原理：在所有惯性系中，物理定律的表达形式都相同。2、光速不变原理：在所有惯性系中，真空中的光速具有相同的量值C。物理表明：绝对静止的参照系不存在§4-1狭义相对论基本原理

洛仑兹变换（1）通过这种变换，物理定律都应该保持自己的数学

表达形式不变；

（2）通过这种变换，真空中光的速率在一切惯性系

中保持不变；

（3）这种变换在适当的条件下（即在低速情况下）

转化为伽利略变换。

洛伦兹（1853——1928）荷兰物理学家。变换式原来是洛伦兹在1904年研究电磁场理论时提出来的，当时并未给予正确解释。第二年爱因斯坦从新的观点独立地导出了这个变换式。通常以洛伦兹命名。寻找新的变换形式!能够满足狭义相对论基本原理的变换是洛伦兹变换：二、洛仑兹坐标变换式oxyzO´Z´Y´X´K’系相对于K系以v

沿x轴作匀速运动

在t=t´=0时,O与O´重合.P(x,y,z,t)逆变换：

即K系相对于K´系以-v沿x轴作匀速运动，在t=t´=0时,O与O´重合3、比较

伽利略变换洛仑兹变换反映力学相对性原理反映相对性原理适用于低速物体

认为速度无极限

时间空间互相独立适用于一切物体

速度极限为c

时间空间不可分隔区别联系低速时,伽利略变换洛仑兹变换例题:一短跑运动员在地球上以10s时间跑完100m,在飞行速度为0.98c的飞船上看来,这名选手跑了多长距离?用了多长时间?解:地球为K系,选手起点(x1,0,0,t1),

终点(x2,0,0,t2)x2-x1=100mt2-t1=10s飞船为系由洛仑兹坐标变换：这名选手跑了的距离，用了50.25s时间相对论速度变换相对论速度逆变换S（地球）飞船B解：（1）A看B：如图：由题意知代入公式得（2）B看A：如图：由题意知S（地球）代入公式得飞船A例、一粒子以0.05C的速率相对实验室参考系运动。此粒子衰变时发射一个电子，电子相对于粒子的速率为0.8C，电子的衰变方向与粒子运动方向相同。求电子相对于实验室参