（精）12相对论.ppt

又由相对论质速关系式可得： 两边微分得： 即 由上面两式可得 * 第十二章 相对论简介 （Chapter 12 Introduction to Relativity） 前言 狭义相对论的历史背景 洛伦兹变换 相对论的速度变换 相对论的动量和能量 广义相对论简介 §1 前 言 一、爱因斯坦简介 1879,3,14 Birth in Ulm, Germany 1900 Graduates from Zurich Polytechnic Becomes Swiss citizen 1905 Publishes three ground-breaking papers, including one on Special Theory of Relativity (On the Electrodynamics of Moving Bodies) 1916 Publishes paper on General Theory of Relativity 1919 Confirmation of Theory of Relativity brings world fame 1921 Awarded Nobel Prize for physics 1929 Publishes first version of Unified Field Theory 1940 Becomes a US citizen 1955,4,18 Dies at Princeton aged 76 爱因斯坦创立的相对论是本世纪物理学最伟大的成就之一。狭义相对论指出了物理定律对一切惯性参考系是等价的，揭示了空间与时间的内在联系，质量和能量的内在联系。广义相对 论进一步指出物理定律对一切参考系都是等价的，更深入地揭示了时空性质与运动的物质之间不可分割的联系。这个理论不仅由大量实验所证实，而且已经成为近代科学技术不可缺少的理论基础。它从根本上改变了传统的时间、空间观念，建立了崭新的时空观。法国物理学家朗之万（Langevin）认为爱因斯坦对于科学的贡献深入到人类思想基本概念的结构中，他的伟大是可以同牛顿比拟的。德国物理学家普朗克（Planck）把爱因斯坦誉为20世纪的哥白尼。 二、本章的基本内容及研究思路 狭义相对论产生的历史背景→狭义相对论的基本原理→洛伦兹变换式→狭义相对论的主要结论（狭义相对论的时空观） →广义相对论及主要结论。 狭义相对论的主要结论：同时的相对性、长度的收缩、时间的延缓（时间膨胀）及狭义相对论动力学的几个结论，动量 与速度的关系、质量与速度的关系、质能关系式和动量与能量的关系。 学习相对论，需要有丰富的想象力（抽象思维能力和逻辑 思维能力）! 三、本章的基本要求 1、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； 2、理解狭义相对论的主要结论； 3、了解广义相对论的基本观点。 四、本章的思考题与练习题 1、思考题：教材403页 2、练习题：12.2.1 12.2.3 12.3.3 12.4.4 §2 狭义相对论的历史背景 一、麦克斯韦方程建立引起的问题 麦克斯韦于1865年建立了电磁运动普遍规律的麦克斯韦方程组，由此预言了电磁波的存在，推导出光在真空中的传播速度 ，然而，按照伽利略变换式，光速在不同的惯性参考系中的数值应是不同的，这就意味着，在不同的惯性参考系中，有不同的形式。因此，有人设想在众多的惯性参考系中，有一个特别优越的参考系，叫做绝对静止参考系，在这个参考系中，光速 。由于地球、太阳以至一切天体都在永恒不停地运动，都不是绝对静止的。就提出了“以太”假说，其主要内容是：以太是传递包括光波在内的电磁波的弹性介质，它是充满整个宇宙空间，它不被物体运动所拖曳。因此我们设想绝对静止的参考系就是以太。 二、菲索与迈克耳逊——莫雷实验 迈克逊——莫雷实验的目的是想测出地球相对于以太的速率，从而证明作为绝对静止参考系的以太是存在的，但是，实验没有得到预期的结果。 当时不少物理学家企图用各种理论解释这个结果，比较典型的有：“以太“拖曳理论，即以太会被物体拖曳而一起运动，但是又与菲索实验和光行差现象不相容；微粒说认为光源发光好