大学物理(甲) 第四章 狭义相对论基础.pdf

1 两朵乌云: 以太、黑体辐射 §§4.1 4.1 经典力学的困难经典力学的困难 1. 牛顿绝对时空观 牛顿关于绝对时间和空间的定义: 绝对空间: 就其性质来说与此外的任何事物无关, 总是相似的, 不可移动的…… 绝对时间: 绝对、真实及数学的时间本身, 从其性质 来说, 均匀流逝与此外的任何事物无关… 上述定义的特征是时间和空间是分离的. 时空无关 描述牛顿绝对时空中参照系之间关系 的数学工具 — 伽利略变换 2 2. 伽利略变换: t =0 时两坐标系重合 x x + ut y y  u y y  z z  ut x  t t  o o v v + u x x  x x x v v  z z  y y v v  伽利略变换在根本上依赖于牛顿 z z 的绝对时间和空间的观念: a = a  在牛顿定律成立的领域内,力和参考系无关 F F  由于m m , F = ma, F  m a  3 3. 伽利略变换的主要结果: (1). 两个事件A 、B 的时间间隔是: t t  t t A B A B 若在K 系中t  t  将导致K 系中t t , A B A B 在一个惯性系中同时发生的事件,在所有惯性系 中都是同时的. (2). 两点之间的空间间隔是: x x  (x ut ) (x ut ) x x u(t t ) A B A A B B A B A B 若在同一时刻测量, 则: xA xB  xA xB 在不同惯性系中长度测量结果相同. 在牛顿时空观中速度是相对的、加速度是绝对的. 总之: 在所有惯性系中力学定律都是相同的; 或力学定律在伽利略变换下是不变的.