相对论原理与分析实例

相对论原理与分析实例第一页，共四十九页，编辑于2023年，星期日AlbertEinstein（1879—1955）第二页，共四十九页，编辑于2023年，星期日第三页，共四十九页，编辑于2023年，星期日§4-2狭义相对论的基本假设§4-3狭义相对论的时空观§4-4洛仑兹变换§4-5相对论的动力学问题§4-1伽利略变换和牛顿绝对时空观第四页，共四十九页，编辑于2023年，星期日§4-1伽利略变换和牛顿绝对时空观第五页，共四十九页，编辑于2023年，星期日一、伽利略变换1.事件与参照系第六页，共四十九页，编辑于2023年，星期日2、伽利略变换正变换逆变换坐标变换第七页，共四十九页，编辑于2023年，星期日速度变换正变换逆变换第八页，共四十九页，编辑于2023年，星期日二、牛顿的绝对时空观第九页，共四十九页，编辑于2023年，星期日绝对时空观：

时间：是一种自然的流逝。“绝对的真实的数学时间，就其本质而言，是永远均匀地流逝着，与外界事物无关。”空间：是一种物质运动的场所。“绝对的空间就其本质而言与外界事物无关，它从不运动，并且永远不变。”第十页，共四十九页，编辑于2023年，星期日§4-2狭义相对论的基本假设第十一页，共四十九页，编辑于2023年，星期日一、光的速度与迈克尔逊—莫雷实验问题：c是相对于哪一个参照系的速度？1、光的速度2、以太说与迈克尔逊—莫雷实验以太说：

宇宙中弥漫着一种无所不在的媒质，万物（包括光）相对于该媒质运动。以太实际上被认为是一种绝对空间。若以太存在，对地球上的观察者来，不同方向的光速应不同。第十二页，共四十九页，编辑于2023年，星期日迈克尔逊—莫雷实验：实验结果是否定的！“我的实验竟然对相对论这个怪物的诞生起了作用，我对此感到十分遗憾。”第十三页，共四十九页，编辑于2023年，星期日1、狭义相对性原理：2、光速不变原理：二、狭义相对论的基本假设一切物理定律在所有的惯性系中具有相同的数学形式。在所有的惯性系中,真空中的光速恒为c，与光源或观察者的运动无关。伽里略变换与光速不变性假设不相符。狭义相对论的基本假设否定了绝对空间的存在。第十四页，共四十九页，编辑于2023年，星期日§4-3狭义相对论的时空观第十五页，共四十九页，编辑于2023年，星期日一、“同时”的相对性2l02l第十六页，共四十九页，编辑于2023年，星期日结论：

在一个参照系中测得同时发生的两个事件，在另一个参照系中测得未必同时发生，相对论中同时只有相对的意义。第十七页，共四十九页，编辑于2023年，星期日二、时间量度的相对性ll第十八页，共四十九页，编辑于2023年，星期日第十九页，共四十九页，编辑于2023年，星期日三、长度量度的相对性l0l第二十页，共四十九页，编辑于2023年，星期日第二十一页，共四十九页，编辑于2023年，星期日§4-3洛仑兹变换第二十二页，共四十九页，编辑于2023年，星期日一、坐标变换坐标原点重合。第二十三页，共四十九页，编辑于2023年，星期日第二十四页，共四十九页，编辑于2023年，星期日洛伦兹变换反映了相对论的时空观S系：不同地点但同时的两个事件在另一系中不同时。同一地点、同时的两个事件在另一系中也同时。同地点但不同时的两个事件在另一系中不同时。系：第二十五页，共四十九页，编辑于2023年，星期日洛伦兹坐标变换的推论：第二十六页，共四十九页，编辑于2023年，星期日二、速度变换洛伦兹速度变换满足光速不变性的假设。第二十七页，共四十九页，编辑于2023年，星期日例4-1父与子：

第二十八页，共四十九页，编辑于2023年，星期日第二十九页，共四十九页，编辑于2023年，星期日例4-2尽快获知有无外星人的“好办法”：某外星M离地球2万光年（即光从地球传播到该外星需2万年时间），某宇航员以速度u从地球出发驶向该外星。假设宇航员估计自己还能活100年，问：该宇航员是否可能在有生之年抵达外星？若可能，其速度u至少为多大？

第三十页，共四十九页，编辑于2023年，星期日第三十一页，共四十九页，编辑于2023年，星期日例4-3谁先动手：第三十二页，共四十九页，编辑于2023年，星期日解：第三十三页，共四十九页，编辑于2023年，星期日

§4-5相对论的动力学问题第三十四页，共四十九页，编辑于2023年，星期日一．经典动力学及其局限性

第三十五页，共四十九页，编辑于2023年，星期日第三十六页，共四十九页，编辑于2023年，星期日第三十七页，共四十九页，编辑于2023年，星期日2．相对论的质量与动量1.相对论的质量：2.相对论的动量：第三十八页，共四十九页，编辑于2023年，星期日推导过程：第三十九页，共四十九页，编辑于2023年，星期日第四十页，共四十九页，编辑于2023年，星期日三.相对论的能量动能：

总能：静能：第四十一页，共四十九页，编辑于2023年，星期日推导过程：第四十二页，共四十九页，编辑于2023年，星期日说明：第四十三页，共四十九页，编辑于2023年，星期日四.相对论动力学基本方程第四十四页，共四十九页，编辑于2023年，星期日