狭义相对论基础(简)`.ppt

* * 一、狭义相对论的基本假设 三、狭义相对论时空观 二、洛仑兹变换 四、相对论的动力学问题 2.相对性原理： 1.光速不变假设 一切物理定律在所有的惯性系中都等效。 ——物理定律的数学表达式在所有的惯性系中具有相同的形式。 在所有的惯性系中,真空中的光速恒为c ，与光源或观察者的运动无关。 1.事件与参照系 1.1 事件：有明确的地点与时间的一件事：P(x, y, z, t) 1.2 参照系：不同参照系对同一事件发生的地点和时间的测量结果一般不同。例： Pi (xi, yi, zi, ti) 物体的运动可视为一系列事件的集合。 2.洛伦兹变换 y? y ut x u P z? z O O? S S? x? 2.1.洛伦兹坐标变换 2.2 洛伦兹速度变换 ??洛伦兹速度变换满足光速不变性的假设。 （3）运动的钟变慢： 1.时间间隔的相对性 （1）两个事件发生的时间间隔与参照系有关。 （2）若参照系S?测得某两个事件发生在同一地点，时间间隔为?t? ，则参照系S测得这两个事件发生的时间间隔为： 2.空间间隔的相对性 （1）两个事件发生的空间间隔与参照系有关。 （2）若参照系S?测得某两个事件同时发生，事件发生的空间间隔为?l?，则参照系S测得这两个事件发生的空间间隔为： （3）运动的尺变短： 3.“同时”的相对性 在一个参照系中测得同时发生的两个事件，在另一个参照系中测得未必同时发生，相对论中“同时”只有相对的意义。 4.“先后”的相对性 在一个参照系中测得先发生的事件，在另一个参照系中测得可能后发生，相对论中“先后”只有相对的意义。但如果两个事件存在因果关系，则其先后顺序不可能倒置。 1．经典动力学及其局限性 1.1 经典动力学基本方程 1.2 经典动力学的局限性： 局限性：高速运动时不能适用，不满足相对性原理，即不满足洛仑兹变换下的不变性。 经典动力学的改造： 2）重修定义相关物理量，物理定律不变。 1）改造物理定律，物理量的定义不变； 2．相对论的质量与动量 2.1 相对论的质量 2.2 相对论的动量 3.相对论的能量 动能： 总能： 静能： 4.相对论动量与能量的关系 5.相对论动力学基本方程 解： （1） （2）