狭义相对论简介2015.pptx

狭义相对论简介;经典物理学的三大理论体系在19世纪后期趋于成熟;一切惯性系中的牛顿第二定律在伽利略变换下保持不变。;...have the ship proceed with any speed you like, so long as the motion is uniform and not fluctuating this way and that. You will discover not the least change in all the effects named, nor could you tell from any of them whether the ship was moving or standing still. … from Dialogue Concerning the Two Chief World Systems, 1632.;Maxwell电磁理论不具有伽利略不变性;附 波动方程的推导细节：;电磁波传播的媒介是以太吗？;Michelson–Morley实验;地球公转速度约为30km/s，可视为实验仪器对以太的相对速度v;;1892年，FitzGerald和Lorentz为了解释Michelson–Morley实验各自独立地提出：所有物体均沿其运动方向以(1-β^2)^(1/2)因子缩短。 1905年，Poincare首先给出了Lorentz变换的完整表达式，并将其命名为“Lorentz变换”。Poincare还证明这一变换构成群，这个群在今天被称为Lorentz群。 1905年，Einstein基于相对性原理和光速不变原理，重新推导得到了Lorentz变换，并提出了狭义相对论理论。;狭义相对论的两条基本假设;事件;Lorentz变换;用光速不变 原理可推导 Lorentz变换： ;ds^2的Lorentz不变性的简单证明：;同时的相对性;同时的相对性;前面“同时的相对性”例子的定量分析：;;简单推导（用光速 不变原理）：;例：卫星上的钟走得慢;例：宇宙射线产生的μ子的可探测性;长度收缩： 运动的尺子变短！;简单推导 （用到了 时间膨胀 的结果）：;两个惯性系之间的速度变换;由Lorentz变换推导 速度变换关系：;相对论的质量和动量;根据能、动量守恒和速度变换关系推导动质量与静质量关系：;质量能量等价关系（质能关系）;在力等于动量变化率 、力做功等于动能 （能量守恒）的假设 下推导动能，并推断 出质能关系：;核反应释放能量 = 质量亏损×c^2;结合能;一般的核反应：;单位核子的结合能 聚变（fusion）与裂变（fission）;美军在广岛投掷的原子弹使得800克U235发生裂变，它释放的能量导致8万人在当天死亡，在后面五年还有2～3倍的人死亡。;现代语言：从4速度 — 4动量，从而得到动质量、质能关系;4速度的内积、4动量的内积;能量动量关系;功能定???在狭义相对论仍然适用;多普勒效应;若θ=0，即光源沿光线方向趋近观测者，则有 若θ=180°，即光源沿光线方向远离观测者，则有;多普勒公式的推导：;光行差;光行差公式的推导：;由于地球的运动，会导致星光的视方向与其真实方向的偏差。;从狭义相对论 — 广义相对论;爱因斯坦方程;近日点进动（perihelion precession）;光线在引力场的弯曲;引力透镜效应;引力波;黑洞;虫洞