高三物理第三冊(cè)狹義相對(duì)論基本假設(shè)ppt

1、狹義相對(duì)論基本假設(shè)洛侖茲變換,1.狹義相對(duì)性原理：一切物理規(guī)律在任何慣性系中都具有相同的形式。即：物理定律與慣性系的選擇無(wú)關(guān)，對(duì)物理定律來(lái)說(shuō)，所有慣性系都是等價(jià)的。,2.光速不變?cè)恚涸谒袘T性系中，光在真空中的速率相同，與慣性系之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，也與光源、觀察者的運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)。,1.內(nèi)容,2.明確幾點(diǎn),1) 愛(ài)因斯坦的理論是牛頓理論的發(fā)展,2.光速不變否定了絕對(duì)時(shí)空概念。不存在絕對(duì)運(yùn)動(dòng)或絕對(duì)靜止。,光速不變也與伽利略的速度相加原理是不相

2、容的。,3) 愛(ài)因斯坦理論帶來(lái)了觀念上的變革,我們不應(yīng)當(dāng)以適用于低速情況的伽利略變換為根據(jù)去討論光速應(yīng)該如何如何，而應(yīng)當(dāng)反過(guò)來(lái)，用光速不變這個(gè)實(shí)驗(yàn)提供的事實(shí)作為前提和基礎(chǔ)，去討論正確的時(shí)空變換。,牛頓力學(xué)：,狹義相對(duì)論力學(xué)：,時(shí)間、長(zhǎng)度、質(zhì)量的測(cè)量均與參照系無(wú)關(guān),時(shí)間、長(zhǎng)度、質(zhì)量測(cè)量的相對(duì)性，與參照系有關(guān),t=t，=0時(shí)，由原點(diǎn)發(fā)出一個(gè)光信號(hào)。,S為靜系，S’以u(píng)沿ox軸向右運(yùn)動(dòng)。,我們可以把光到達(dá)P點(diǎn)看作一個(gè)事件。而事件是在一定的空間

3、和時(shí)間中發(fā)生的，可以用時(shí)空坐標(biāo)來(lái)表示。,經(jīng)一段時(shí)間，光傳到 P點(diǎn)。,由光速不變?cè)恚?1.洛侖茲坐標(biāo)變換,站在S和S/的人都認(rèn)為自己是靜止不動(dòng)的，而且光速也不變的。,由發(fā)展的觀點(diǎn)：,u<<c 情況下，,由于客觀事實(shí)是確定的：,對(duì)應(yīng)唯一的,設(shè)：,下面的任務(wù)是，根據(jù)上述四式，利用比較系數(shù)法，確定系數(shù) ? ? ? ?。,,最后得到洛侖茲坐標(biāo)變換：,相對(duì)論因子,這種變換是已知事件在S系中的時(shí)空坐標(biāo)（x，y，z，t）變換成事件在

4、S/系中的時(shí)空坐標(biāo)（x/，y/，z/，t/）。這種變換稱為坐標(biāo)正變換。,,由S/系到S系的逆坐標(biāo)變換為：,討論,2)（x,y,z,t)和(x’,y’,z’,t’)是事件的時(shí)空坐標(biāo),正變換,回到伽利略變換,3)當(dāng) u « c 時(shí)，γ→1,,,,4) u > c 變換無(wú)意義, 存在極限速度c .,5) 洛侖茲變換與伽利略變換相比，洛侖茲變換中的時(shí)間坐標(biāo)和空間坐標(biāo)相互聯(lián)系在一起 ，不再是獨(dú)立的了。時(shí)間與空間的測(cè)量都與參照系有關(guān)

5、，這種新的時(shí)空觀叫做狹義相對(duì)論的時(shí)空觀。,定義,,2.洛侖茲速度變換,由洛侖茲變換知,洛侖茲速度變換式,正變換,逆變換,,,例1 設(shè)S’系以速率u=0.6c相對(duì)于S系沿xx’軸運(yùn)動(dòng),且在t=t’=0時(shí)，x=x’=0。(1)若在S系中有一事件發(fā)生于t1=2.0×10–7s,x1=50m處,該事件在S’系中發(fā)生于何時(shí)刻？(2)如有另一事件發(fā)生于S系中,t2=3.0×10–7s ，x2=10m處，在S’系中測(cè)得這兩個(gè)事件的

6、時(shí)間間隔為多少,解：（1）u=0.6c ,∴ γ=5/4,由洛侖茲坐標(biāo)變換可得，第一個(gè)事件發(fā)生的時(shí)刻為：,（2）第二事件發(fā)生的時(shí)刻為：,∴ 在S’系中測(cè)得這兩個(gè)事件的時(shí)間間隔為：,例2、設(shè)想一飛船以0.80c的速度在地球上空飛行， 如果這時(shí)從飛船上沿速度方向拋出一物體，物體 相對(duì)飛船速度為0.90c 。問(wèn)：從地面上看，物體速度多大？,解：,選飛船參照系為S’系。,地面參照系為S系。,由洛侖茲速度變換關(guān)系可得：,對(duì)于不同的兩個(gè)事件：,3.