理论基础相对论量子力学.pptVIP

一、伽利略变换 　 三、洛仑兹变换 四、相对论的速度变换 讨论： (1)长度测量值与被测物体相对于观测者的运动有关，相对静止时最长 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 (3)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 (2)对运动物体的测量必须同时测量两端点的坐标 (3)相对论长度收缩只发生在有相对运动的方向上 (4)所有惯性系彼此等价 §15-3 相对论时空观 §15-3 相对论时空观 [例3]如图，有一米尺固定在x’o’y’平面内，K’系测得该尺与x’轴成30o角，K系测得该尺与x轴成45o角。问:K系中的观察者测得尺的长度是多少? K相对于K系的速度是多少? 解：K’系： §15-3 相对论时空观 设K系测得尺长为l 尺在y方向上得投影长度不变，即 §15-3 相对论时空观 由长度收缩有 解得 §15-3 相对论时空观 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 §15-3 相对论时空观 ----时间膨胀 §15-3 相对论时空观 (1)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 (2)相对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 §15-3 相对论时空观 K系 §15-3 相对论时空观 消去b得 §15-3 相对论时空观 [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 §15-3 相对论时空观 (1) (2)对飞船，观察到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 §15-3 相对论时空观 K’系观察 §15-3 相对论时空观 (2)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： (1)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 §15-3 相对论时空观 而 与 同号 ----事件的因果顺序不变 §15-3 相对论时空观 §15-3 相对论时空观 [例5]观察者A看到相距4m的两个事件同时发生，观察者B看这两个事件相距为 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 §15-3 相对论时空观 解得 §15-3 相对论时空观 §15-4 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 §15-4 相对论动力学基础 取“-”号 可得 §15-4 相对论动力学基础 一般 ----质量与运动速度相关 讨论： (1)vc时： (2)v c时： ----物体运动速度不能大于c §15-4 相对论动力学基础 2.动力学方程 二、动量和动力学方程 1.动量 §15-4 相对论动力学基础 物体在 作用下位移 ，动能的增量 由分部积分法 §15-4 相对论动力学基础 总能量 静能 动能 §15-4 相对论动力学基础 * 第十五章 狭义相对论基础 * 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 §15-1 经典力学时空观 §15-2 狭义相对论的基本原理 洛仑兹变换 §15-3 相对论时空观 §15-4 相对论动力学基础 伽利略坐标变换式 ----时间和空间无关 §15-1 经典力学时空观 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 §15-1 经典力学时空观 二、力学的相对性原理 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》 §15-1 经典力学时空观 三、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 §15-1 经典力学时空观 -----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 §15-1