相对论第讲-狭义相对论时空观狭义相对论动力学基础

相对论相对论相对论第2讲——狭义相对论时空观、狭义相对论动力学基础主要内容一、相对论质量二、相对论动能三、动量和能量的关系复习经典时空观狭义相对论时空观同时

时间测量长度测量同时、同地同时不同地伽里略坐标变换：洛仑兹变换：正变换逆变换在S系例1一长为1m的棒静止地放在平面内，在系的观察者测得此棒与轴成角，试问从S系的观察者来看，此棒的长度以及棒与Ox轴的夹角是多少？设想系相对S系的运动速度.解：在

系例2设想有一光子火箭以速率相对地球作直线运动，若火箭上宇航员的计时器记录他观测星云用去10min,则地球上的观察者测得此事用去多少时间？运动的钟似乎走慢了.解:设火箭为系、地球为S系例二讨论suX“爱因斯坦列车”车头车尾雷电雷电ss设：击中车头为事件1；击中车尾为事件2。s：s：(1xt1(,,2xt2(,(1x(,t1(,2x(,t2(解法提要t1t21x2xv0正向行驶车头在前同时击中由g((((t2t1t2t12x1x((u2c00得1((t2t10即t2t1先击中车头Xs看到：雷电同时击中车头和车尾。s若则看到：雷电先击中。逆变换：洛仑兹速度变换

正变换：例3、飞船A中宇航员观测到飞船B正以0.4c速度尾随而来。已知地面测得飞船A的速度为0.5c。求：(1)地面测得飞船B的速度；(2)飞船B中测得飞船A的速度。

解：（1）（2）由相对性，

分析：以地面和飞船A为约定系统，且地面为S系，飞船A为S/系，飞船B为被观察对象。在一个物体的参考系中观测另一个物体的速率不可能大于光速c；注：(1)当时，给出伽利略速度变换。(2)

S中光速在S系中观察反之亦然。(3)当时，而不是当时，而不是0.(4)速度极限：但在第三个物体的参考系中观测这两个物体的相对速率时，用矢量合成法则，结果可能为2c.132S

系以沿X轴正方向相对于S运动，有静止质量同为的A球和B球,

S系中的观察者以沿X正向抛出A,

S系和S系观察粘连体的速率分别是和一相对论质量当恒定时，若不变,则终究impossible!

常量相对论承认物质世界的基本规律：系统的总质量、动量、能量、角动量守恒定律等。问题：

S系中的观察者以沿X负向抛出B,两球发生完全非弹性碰撞,C分析：S系:碰前A球以沿X轴正向运动，质量为B球静止,质量为碰后粘连体质量为以运动OXYZSABOXYZS碰撞前碰撞后则(1)S系：碰前A球静止，质量为

B球以沿X轴负向运动，质量为碰撞后粘连体质量以运动SOXZYSOXZYAB碰撞前碰撞后则(2)C

动量守恒、并假定物体的质量仅是相对于参考系速率的函数,而与物体的运动方向无关。用到总质量守恒(1)+(2)(3)洛仑兹速度变换：(4)(3)+(4)+(1)或(2)质速关系式当时，相对论动量当时,动力学方程：注：二相对论动能动能定理注：所以当时,相对茧论能占量令则称为相对论总能量质能叶关系削式质能股关系预言：物伍质的贺质量忆就是骆能量公的一豆种储劝藏例4、在一抽种热狡核反大应中捧，各原种粒救子的持静质母量如担下：求：反应己释放仓的能圆量。氘核氚核氦核中子反应质量亏损释放能量1kg核燃料释放能量三菌动伟量和曲能量侨的关备系相对迹论性震的能军量-动量漏关系:光子光的波粒二象性普朗克常量例5、设宇恭宙飞罗船A和B，固太有长纠度均敢为l0=1蝇00艳m，沿谊同一这方向谋匀速窃飞行撕，在陵飞船B上观述察到坊飞船A的船竿头、汽船尾蚕经过晶飞船B船头膜的时聪间间察隔为Δt=秆(5蕉/3劫)×意107s，求飞船B相对裕飞船A速度注的大竟小飞船A通过部飞船B的全闭长时智间即咐为飞问船B通过寒飞船A的时稀间。屠故对A中的淹观察营者有即解：怀设飞肆船A相对营于飞坐船B的速桂度为v。对幸飞船A的观核察者坦来讲币，飞馆船B以速乳度–v运动饼，飞掉船B的长昨度为例6、要使鞋电子使的速削度从v1=僻1.剥2×1耕08m/s增加动到v2=2倡.4崭×1垄08m/s，必醋须对考它做盆多少呜功？吉（电效子静臣止质涝量me=枝9.栋11嫂×1哥031kg解：踩根据浮功能起原理边，要椅作的估功W=△E根据略相对胆论能诞量公非式△E=m2c2-m1c2根据幼相对映论质按量公闹式＝4.膏72啊×1染0-1素4J＝2.狼95欧×1委05eV∴作业清：19务.1沸4、19亮.1参8、19切.2著0预习痕：复习耀：本荣章19信24年提菠出了炼量子护统计折方法—玻色-爱因痛斯坦祥统计肥法。19盏21年获度诺贝堪尔物抗理学合奖金19书05年创女建的类狭义带相对朴论19侦16年创删建的声广义阅相对穴论19鼠06年用扭量子保理论尚说明伪了固进体热渠容与引温度泄的关晕系19缴12年用锣光量杂子概狮念建本立了武光化莫学定杨律19与16年提浇出自每激发鼠射和呢受激身发射淡的概统念，弹为激表光的符出现略奠定检了理洁论基穿础爱因跨斯坦香用广扭义相姜对论震研究烦整个宽宇宙罩的时旺空结驱构20世纪嗽最伟诵大的雅物理慌学家偶相对风论的络创始坊人.Al定be述rt归E摇in挥st咏ei妥n(输18梨79陆–饭1岸95供5缴)19圣05年爱锣因斯