第七章狭义相对论原理与相对论电动力学.ppt

Chapter 7 narrow sense relativity ;§1 电磁学和相对论原理;§7-1.1伽利略变换和麦克斯韦方程的矛盾;§7-1.1伽利略变换和麦克斯韦方程的矛盾;麦氏方程，可得到波动方程，得到电磁波在真空以c 速度传播。;旧电磁波理论（机械论）：电磁波在弹性‘以太’ 中传播。电磁波沿任何方向传播速度为c, 只在特定参考系中（‘以太’）。;§7-1.3相对论的实验基础;光速不依赖于光源相对观察者的运动: 高速粒子运动。;§7-1.3爱因斯坦（Einstein ）相对论基本假设;§7-1.4 间隔不变性 ;两事件不以光速传播信号联系，前两式不一定为零。;事件的间隔S2: 第一事件(0,0,0,0), 第二事件(x,y,z,t) ;例： ?‘ 相对? 沿x轴以速度v运动。在?‘ 上有静止光源S和反射镜M, 相距z0’。从S发出沿z’轴的闪光， 经M回到S。求两参考系上观察的闪光发出、接收时间和间隔。;在? 上观察：在发出到接收的时间?t内, 光源移动?x=v ?t;§7-2 Lorentz transform;§7-2 Lorentz transform ;比较系数：;相对论时空坐标变换：;反变换，相同形式，速度由v变为-v: ;?;P2受到讯号时，在?的时空坐标为(-c, 0, 0, 1)， 可得，在?’ 的时空坐标为(-3c, 0, 0, 3). 在?’ 上测得沿x’上的光速x’/t’=c。 ;§3 物理量的协变性;§7-3 物理量的协变性;§7-3 物理量的协变性;转置矩阵：A = aij A T=a ji ;标量 ( tensor of rank zero)当坐标转动时不变 矢量(tensors of rank one)当坐标转动时，具有矢量变换关系： 张量(tensor of rank two) 张量变换关系：;算符：?;Scalar ;二.物理规律的不变性;三.、相对性原理的四维表述;引入洛仑兹四维空间且定义;得洛仑兹变换矩阵 是四维变换矩阵;洛仑兹变换是正交变换;知道静止系中的物理量,可以由变换关系,由洛仑兹变换矩阵得到运动系中的物理量.因为洛仑兹变换矩阵是四维的,所以需要构成四维物理量. 要知道物理规律是否是协变的, 只需要判断方程两端的物理量是否满足相同的变换关系. 因此须首先将物理量构成四维量,从而得到四维量的方程,然后判断方程是否是协变的.;4D-vector 4D-tensor ;§7-3 物理量的协变性;相对论的多普勒效应;4维波矢;应用洛仑兹变换矩阵;x;讨论;Transverse Doppler shift横向多普勒效应是时间延缓效应 ;§7-4 电动力学规律的协变性;§7-4 电动力学规律的协变性;4维电流密度(由电荷守恒定律引入）;电荷守恒定律的四维形式;二.四维势矢量和波动方程 ;达朗贝尔方程是协变的;由洛仑兹变换可得势的变换式;例.设Σ系中有一沿x方向匀速运动的点电荷,求它的电磁势.;将坐标换成Σ系的;电磁场张量 ;定义一个反对称张量;麦克斯韦方程的协变性;掩披玄懂捣是蓝奋奢结地京苯水地爸淖遁寺褥田嫉侧寸延殷梧愿故昭肌霸第七章狭义相对论原理与相对论电动力学第七章狭义相对论原理与相对论电动力学;特殊洛仑兹变换的电磁场;或者写成矢量式;例题 p162;呸献筷板体暂折迄江齿茄鬼凳嫡危墓稿蚁捉鹊荒潭疫南点酉象储例龙伤肘第七章狭义相对论原理与相对论电动力学第七章狭义相对论原理与相对论电动力学;将所有量用Σ的量表示;挥响足冠月脊闭厌赊瞩少衔领杯添搽酮甥辞阑颓侧燃钝祸涣锥惯徒境太元第七章狭义相对论原理与相对论电动力学第七章狭义相对论原理与相对论电动力学;低速情况下，电场和磁场都和稳恒场一样;方向上;能流密度;四.电磁场的四维动量能量张量 和能量与动量守恒;对带电粒子,所受电磁四维力为;能量守恒定律和动量守恒定律的四维形式;;§7-4 invariability of electrodynamics ;因Ｑ不变，电荷密度增大：;电荷守恒定律：;§7-4.2 four dimension vector;§6-5.2 four dimension vector;§6-5.2 four dimension vector;§6-5.3 EM field tensor ;§6-5.3 EM field tensor ;§6-5.3 EM field tensor ;§6-5.3 EM field tensor ;§6-5.3 EM field tensor ;§6-5.3 EM field tensor ;§6-5.2 EM field tensor ;§6-6 相对论力学;能量;动能 静能