第1次相对论相对性原理.ppt

相对论
第十八章
special relativity
本章主要内容:
伽利略力学相对性原理与变换
狭义相对论基本原理
洛仑兹变换式
狭义相对论时空观
相对论的动力学基础
教学基本要求
一了解爱因斯坦狭义相对论的两条基本原理以及在此基础上建立起来的洛伦兹变换式。
二了解狭义相对论中同时的相对性以及长度收缩和时间延缓的概念,了解牛顿力学的时空观和狭义相对论的时空观以及二者的差异。
三理解狭义相对论中质量、动量与速度的关系以及质量与能量间的关系。
十九世纪末
物理学的巨大成功
机械运动(完整的力学理论体系)
热运动(分子运动论,热力学)
电磁(光)运动(麦克斯韦电磁场理论)
“在已经基本建成的科学大厦中,后辈的物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了。”
两年后(1900年) “但是,在物理学晴朗天空的远处,还有两朵令人不安的乌云,----”
十九世纪末的物理学危机
迈克尔逊-莫雷实验(高速)
黑体辐射(微观)
由于X射线(1895年),放射性(1896年),电子(1897年)以及镭(1898年)的发现,物理学上空已不是两朵乌云(含义),而是危机四伏。
两朵乌云
量子力学
相对论
爱因斯坦(Einstein)
(相对论的创始人)
现代物理学(1900)
理论支柱:
相对论(高速领域)
量子力学(微观领域)
相对论
狭义相对论(1905)
广义相对论(1915)
(惯性系中的高速运动问题)
(非惯性系中的高速运动问题)
(要超越偏见,超越自我认识的局限,客观地看问题,把握物理世界更深层次的奥秘。)
“常识是在18岁以前敷设在思想上的一层偏见。”
“空间、时间是什么,别人在很小时候就早已搞清。但是我智力发育迟,长大了还没搞清楚,于是一直在揣摩这个问题,结果也就比别人钻研得深一些。”
相对论从根本上改变了经典的时空观。
什么是经典的时空观呢?
一、伽利略变换( Galilean Transformation)
18-1 力学相对性原理绝对时空观
在两个惯性系中考察同一物理事件
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。
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正变换
逆变换
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坐标变换
速度变换与加速度变换
正
逆