大学物理61062309_图文.pptVIP

　 三.洛仑兹变换 四.相对论的速度变换 二.时间膨胀 讨论： 三.“同时”的相对性 设在K系x1、x2处同时发生两件事件 事件的因果顺序是绝对的 三.相对论能量 　 2.能量与动量的关系 五.光子 设K系测得尺长为l 尺在y方向上得投影长度不变，即 由长度收缩有 解得 固有时间t0：在一惯性系中测得的该惯性系同一地点先后发生的两件事件的时间间隔 闪光 第1次 第2次 ----时间膨胀 由相对运动参照系测得的时间间隔比固有时间长，即事件变化过程的时间间隔变大 相对于观察者动钟比静钟慢（动钟变慢） 光脉冲来回一次，K’系钟走的时间 K系 [例4]一飞船和一彗星相对地面分别以0.6c和0.8c的速度相向而行,在地面上观测,再有5s二者就要相撞,问:(1)飞船上看彗星的速度为多少?(2)从飞船上的钟看再经多少时间二者将相撞? 解：设地面为K系，飞船为K’系 ? ?对飞船，观察到彗星和与彗星相撞是在同一地点发生的两个事件 负号表示沿x’轴负向 K’系观察 事件先后顺序：被观察惯性系运动方向后方的那一事件先发生 如： x2处的事件先发生 讨论： 一惯性系中同时而不同地点发生的事件，在另一惯性系不是同时发生 而 与 同号 ----事件的因果顺序不变 [例5]观察者A看到空间距离为4m的两个事件同时发生，观察者B看这两个事件的空间距离为5m，试问:对B来说，这两个事件是否同时发生?时间间隔为多少?两个观察者的相对速度为多大? 解：设观察者A为K系，B为K’系，B相对于A以速度 u沿 x 轴运动 解得 §5-4　相对论动力学基础 一.相对论质量 以全同粒子的完全非弹性碰撞为例 碰前：在K系观察 A： B： 碰后: 由动量守恒定律知 由质量守恒: 由动量守恒: 取“-”号 可得 一般 ----质量与运动速度相关 讨论： vc时： v c时： ----物体运动速度不能大于c 2.动力学方程 二.动量和动力学方程 1.动量 物体在 作用下位移 ，动能的增量 由分部积分法 总能量E 静能E0 动能 * * 理论基础：相对论，量子力学 1900年英国物理学家开尔文展望20 世纪科学： ----黑体热辐射实验 ----迈克耳逊-莫雷实验 “但是，在物理学晴朗天空的远处， 还有两朵小小的令人不安的乌云” “在已经基本建成的科学大厦中，后辈物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了” 广义—推广到一般参照系包括引力场在内的理论 （1915年） 相对论： （1905年） 狭义—局限在惯性参照系的理论 §5-1 经典力学时空观 一.力学相对性原理 伽利略变换 对任何惯性系来说，力学现象都遵从同样的规律，即一切惯性系都是等价的 船走吗? 舟行而不觉也 ---西汉《尚书纬 ?考灵曜》 伽利略坐标变换式 ----时间和空间无关 求导可得速度和加速度的伽利略变换式 ----牛顿定律对伽利略变换不变 二.经典力学时空观 绝对空间：长度量度与参照系无关 K系 K’系 时间和空间彼此独立 ----与参照系无关 -----绝对时空观 绝对时间：时间量度与参照系无关 绝对质量：物体质量与参照系无关 在此基础上有 三.牛顿力学的困难 光传到乙的时间： 传到乙的时间： 先出球，后击球 ----先后颠倒 击前瞬间 击后瞬间 以太系 光靠“以太”媒质传播，相对静止的“以太”，光的传播速度各向同性，恒为c §5-2 狭义相对论的基本原理 洛仑兹变换 一.光速问题 旧时观点： 光为横波 横波在固体介质中传播 “以太”何物？ 横波波速 要求G(刚性)很大，?(质量)很小 问题： 实验：测地球相对“以太”的速度 ----迈克耳逊-莫雷实验 以太系 ? ? ? ? 以太风 1881年迈克耳逊第一次实验，预期 1887年迈克耳逊和莫雷改进实验，预期 结果： ----“零结果” 1907年迈克耳逊因创制了精密的光学仪器而获得诺贝尔物理学奖 二.爱因斯坦的两个基本假设 1905年爱因斯坦在《运动物体的电动力学》论文中提出假设： 相对性原理：物理定律在一切惯性系中都是相同的 ----不存在任何特殊的惯性系 光速不变原理：在所有惯性系中，真空中的光传播的速率都等于c t=0：K和K’系重合，原点发一闪光 t秒后： 球面波 根据相对性原理，设 在K系观察0’: ----0’对K系的速度 在K’系观察0: 即有 (2)与(1)联立 ----0对K’系的速度 洛仑兹变换 洛仑兹逆变换 v c时洛仑兹变换失去意义 ----物体的速度以c为极限 洛仑兹变换中时间和空间相互联系 讨论： uc时： ----洛仑兹变换转化为伽利略变换 同理 [例1]K系0点发出一闪光，1s后同时被P1和P2点接收。设K’系相对K系的运动速度为0.8c (