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狭义相对论基本原理和洛伦兹变换

为了在绝对时空观的基础上统一说明这些实验结果，洛伦兹等人提出各种假设，但都没有成功。1905年26岁的爱因斯坦，在对实验结果和前人工作进行仔细分析和研究的基础上，另辟蹊径，从一个全新的角度考虑所有问题，提出两个基本假设。一、爱因斯坦狭义相对论的两个基本假设光在真空中的速度与发射体的运动状态无关，即在彼此作匀速直线运动的任一惯性系中，所测得的光在真空中沿各个方向的速率是相等的。1、狭义相对论的相对性原理在任何惯性系中，一切物理规律都相同，即具有相同的数学表达式。或：所有惯性系对于描述物理现象都是等价的。2、光速不变原理时空观的革命

光速不变原理与伽利略的速度相加原理针锋相对，否定了伽利略坐标变换，动摇了绝对时空观和经典力学体系。牛顿力学时间标度长度标度质量的测量与参考系无关速度与参考系有关(相对性)相对论力学光速不变长度时间质量与参考系有关(相对性)二、洛仑兹变换

爱因斯坦根据两个基本假设，建立了新的坐标变换公式——洛仑兹变换式。洛伦兹为弥补经典理论的缺陷提出的，但他不具有相对论思想，爱因斯坦是给予正确解释第一人。yxZoS系

系(x,y,z,t)某事件在S系中的时空坐标为（x,y,z,t)同一事件在S‘系中的时空坐标为(x',y',z',t')正变换逆变换1、洛仑兹坐标变换正变换逆变换当v<<c时，

=(v/c)

0,可得：伽利略变换令则

K

系事件

2事件

1

系例1

在K系中观察到两个事件发生在空间同一地点，第二事件发生在第一事件以后2s，在另一相对K系运动的K'系中观察到第二事件是在第一事3s之后发生的，求在K'系中这两个事件的空间间隔。应用正变换解得根据应用正变换2、洛仑兹速度变换公式利用Lorentz坐标变换S系S'系可得同样根据正变换逆变换洛仑兹速度变换公式例2设想一飞船以0.80c的速度在地球上空飞行，如果这时从飞船上沿速度方向发射一物体，物体相对飞船速度为0.90c

求从地面上看，物体速度多大？解选飞船参考系为S

系地面参考系为S系例3

在S

系测得光信号速度为c，求在相对S

沿x

方向以v匀速运动的S

系测得光信号的速度。vc

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