大学物理课件第一册第六章19.ppt

由洛仑兹变换有： 若P1为因，P2是果，则 又 u c ， 有因果的事件在不同参考系中因果关系不变。 若P1、P2为相互独立事件， 时序可能颠倒， 4. 由洛仑兹变换可以证明： 空间间隔 （洛） 时空间隔 ?S 为洛仑兹变换下的不变量。 则可能 vs c， 但这并不违背因果律。 用光信号联系的两个事件?S = 0 同一地点 ?l = 0， ?t 为原时， ∴ 原时 为不变量 。 §6.6 相对论速度变换 （relativistic velocity transformation） 设同一质点在 S 和 中速度分别为 和 。 由洛仑兹 坐标变换 上面两式之比 和 由上面两式得 同样得 和 由洛仑兹变换 洛仑兹速度变换式 逆变换 正变换 几点讨论： 1.若u c，则洛仑兹速度变换过渡到伽里略 由速度变换可得到： 2. 不可能通过参考系变换达到超光速。 若 则 若 则 速度变换： 3. 一维运动情况： 令 （代数量） （代数量） 则 有 [例]已知：火箭 ( 系) 对 地 (S 系) 速 度 为 ，炮弹相对火箭速度 。 S u ′ S v ′ x 求：地面上看炮弹速度 解： 由速度变换，在S 系中有 若按伽里略变换计算，则 v = 1.5 c 。 4.不可将速度的合成分解与速度的变换相混淆。 S x vA = 0.6 c vB = - 0.6 c A B 相互接近的速率是 1. 2 c ， 的矢量性来决定的， 这与速度的高低毫无关系。 在同一个惯性系中，速度合成法则是由速度 左图在 S 系中看， A 和 B *5. 由洛仑兹速度变换，将速度对时间求导， 在 A 系中看，B 的速率是0. 882 c，绝不可能大于 c 。 这并不违反相对论。 但是 可进一步得到加速度变换： 牛顿第二定律对洛仑兹变换不能保持不变。 这里我们看到， 而且 除了与 有关外，还与 有关， 这在牛顿力学中是没有的。 非但 * 狭义相对论基础 （Special Relativity） 第六章 相对论由爱因斯坦（Albert Einstein）创立， 狭义相对论（Special Relativity）（1905） 揭示了时间、空间与运动的关系。 揭示了时间、空间与引力的关系。 重点是狭义相对论的时空观。 它包括了两大部分： 广义相对论（general relativity） （1915-1916） 爱因斯坦（Albert Einstein） （1879——1955） 美籍 德国人 1921年获诺 贝尔物理奖 §6.1 牛顿相对性原理和伽利略变换 §6.2 爱因斯坦相对性原理和光速不变原理 §6.3 同时性的相对性和时间延缓 §6.4 长度缩短 §6.5 洛仑兹变换 §6.6 相对论速度变换 §6.7 相对论质量 §6.9 相对论动能 §6.10 相对论能量 △*§6.11 相对论动量 — 能量变换 △*§6.12 相对论中力的变换 §6.8 力和加速度的关系 本章目录 §6.1 牛顿相对性原理和伽利略变换 （principle of relativity in mechanics and Galilean transformation） 牛顿相对性原理（力学相对性原理）： 一切力学规律在不同的惯性系中应有相 牛顿相对性原理源于牛顿的时空观。 牛顿的时空观可通过以下坐标和时间变 同的形式。 换来体现： y z x O . P(x , y , z , t ) 且 与 O 重合时， 由时空间隔的绝对性，有： — 伽利略变换 (Galilean transformation) 对时间求导，得： —伽利略速度变换 牛顿力学中力和质量都与参考系的选择无关， 所以在不同惯性系中 的形式不变。 表明伽利略变换和力学相对性原理是一致的 。 用力学实验无法判定一个惯性系的运动状态。 这 电磁波（包括光）在真空中各方向速率都为 c 。 §6.2 爱因斯坦相对性原理和光速不变原理 （Einstein?s principle of relativity and principle of constant speed of light） 企图找到“绝对静止”参考系的思想实验： 当时人们认为这只对“绝对静止”参考系才成立。 c + u l l L c - u