《电动力学第三版》chapter6 1相对论的实验基础培训资料.ppt

第六章
狭义相对论
Albert Einstein(1879 — 1955)
电动力学的参考系问题是一个很基本的物理问题.
这个问题的解决是和新时空观的建立联系在一起的. 人们在研究高速运动现象,特别是电磁波的传播现象时,揭示了旧时空观的局限性,建立了新的时空观.
物理规律都是相对于一定参考系进行表述,宏观电磁场的普遍规律麦克斯韦方程组在哪些参考系中成立?参考系变换时,基本规律的形式如何改变?基本物理量如何变换?
相对论主要是关于时空的理论. 相对论时空观的建立是人们对物理现象认识上的一个飞跃. 相对论对近代物理学的发展,特别是核物理和高能物理的发展起着重大作用. 现在相对论已经成为物理学的主要基础之一.
狭义相对论:局限于惯性参考系的理论
广义相对论:推广到一般参考系
和包括引力场在内的理论
本章仅限于讨论狭义相对论.
狭义相对论的主要内容
惯性参考系之间时空坐标的洛伦兹变换及其物理意义,这是相对论时空观的集中反映.
(2) 物理规律在任意惯性系中可表为相同形式,即物理规律的协变性. 协变性要求是对各种场和粒子间相互作用规律的探索的主要理论指导之一.
(4) 把力学基本规律推广为协变性的相对论力学. 由此得到相对论的质量、能量和动量的关系. 这些关系是原子能应用的主要理论基础,是解决高能粒子运动和转化过程的运动学问题的主要工具.
(3) 把电动力学基本规律麦克斯韦方程组和洛伦兹力公式表为协变形式,从而使电动力学成为明显相对论性的理论,可用来解决任意速度带电粒子与电磁场的相互作用问题.
“水桶实验”
(1)桶转、水不转,水面平
(3)水转、桶不转,水面凹
水面形状与水和桶的相对运动无关
水面形状只与水的运动有关,水在牛顿引入的绝对空间里的绝对运动
(2)水转、桶转,水面凹
(3)水转、桶不转,水面凹
水面的形状与水和桶的相对运动无关,只取决于水在绝对空间里的绝对运动.
牛顿的绝对时空观:
牛顿运动定律(经典力学)适用的条件:
低速(物体的运动速度小于光速)且在宏观领域中正确.
认为时间与空间相互独立,与物质的存在和运动无关.
伽利略相对性原理和伽利略坐标变换
《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》
伽利略(Galileo) 1632
舟行而不觉