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小 结 经典力学时空观 迈克尔逊－莫雷实验 狭义相对论的基本原理 洛伦兹变换 坐标变换 速度变换 作业 习题:1-9 走在爱因斯坦前面的人 1865年, 麦克斯韦创建了电磁场方程组; 1890年, 赫兹改造了电磁场方程组,指出电磁波的波速为C, 与波源运动无关; 1892年,洛伦兹一方面提出长度收缩假说,解释以太漂移零结果,另一方面建立洛伦兹变换(新的时空变换), 洛伦兹变换提出的时空变换方程在形式上和后来爱因斯坦的狭义相对论几乎相同,但是仍然没有跳出绝对时空观的框架.他已经走到了狭义相对论的边缘,却没能创立狭义相对论. 1898年,英国物理学家拉摩,在以太和物质 一文中不仅包含精确的变换方程,还推出了费兹杰惹-洛伦兹长度收缩假设. 有证据说明, 拉摩的工作独立于洛伦兹, 而且早于洛伦兹. 1902年,法国科学家彭加勒在他的科学的假设一书中,对牛顿的绝对时空观提出置疑;1904年彭加勒第一次提出”相对性原理”; 1905年,完成了两篇题为电子的电动力学的论文,得出结论” 看来,表明绝对运动的不可能性是自然界 的普遍规律”. 此时彭加勒已经非常接近狭义相对论的实质,不过他的论文还没有正式发表, 爱因斯坦的划时代文献论动体的电动力学就已经问世. 1905年9月,爱因斯坦在前人的基础上经过长期的酝酿 和探索, 发表了历史性文献论动体的电动力学, 第一 次提出了崭新的时空理论. 光沿OM2的速度和光沿M2O的速度 光从O-M2-O所需时间为 光沿OM2 光沿M2O O点发出的两束光到达望远镜的时间差 光程差 仪器旋转900，前后两次光程差变化2d ，干涉条纹移动 测出DN，可由上式计算出地球相对以太的绝对速度。 4、实验结果：零结果 没有观察到条纹的移动。实验表明： 相对以太的绝对运动是不存在的，以太不能作为 绝对参考系，以太假设不能采用； 地球上沿各个方向的光速都是相等的。 爱因斯坦认为 （1）自然界一切基本运动规律都应当满足相对性原理 （2）麦克斯韦电磁场理论对经典时空观不满足相对性原理，表明经典的时空观是错误的 （3）既然肯定了电磁场理论，必然肯定光速是不变的 人们为维护“以太”观念作了种种努力， 提出了各种理论 ，但这些理论或与天文观察，或与其它的实验相矛盾，最后均以失败告终 . 迈克耳逊—莫雷实验一直被认为是狭义相对论的主要实验支柱。 1922年爱因斯坦访日在即席演讲中有一段话： “还在学生时代，我就在想这个问题了。 爱因斯坦认为： 在任何惯性系中光速都是各向为c， 物质世界的规律应该是和谐 统一的， 麦克斯韦方程组应对所有惯性系成立。 当时， 我知道迈克耳孙实验的奇怪结果。 结论： 如果我们承认迈克耳孙的零结果是事实， 那么地球相对以太运动的想法就是错误的。 是引导我走向狭义相对论的最早的想法。” 我很快得出 这 这样就自然 地解释了迈克耳孙—莫雷实验的零结果。 “——我尊敬的迈克尔孙博士，您开始工作时，我还是个孩子，只有1米高，正是您将物理学家引向新的道路，通过您精湛的实验工作，铺平了相对论发展的道路，您揭示了光以太的隐患，激发了洛仑兹和菲兹杰诺的思想，狭义相对论正是由此发展而来的。没有您的工作，相对论今天顶多也只是一个有趣的猜想，您的验证使之得到最初的实验基础。” “——我的实验竟然对相对论这个怪物的诞生起了作用，我对此感到十分遗憾。” 爱因斯坦1931年会见迈克尔孙，未得理解。 有此一说 1931年迈克尔孙、爱因斯坦、密立根在一起 爱因斯坦的选择来自坚定的信念： 自然的设计是对称的，不仅力学规律在所有的惯性系中有相同的数学形式，所有的物理规律都应与惯性系的选择无关。 实验结果说明，在所有惯性系中，真空中的光速恒为c，伽利略变换以及导致伽利略变换的牛顿绝对时空观有问题，必须寻找新的变换，建立新的时空观。 “爱因斯坦把方法倒了过来，他不是从已知的方程组出发去证明协变性是存在的，而是把协变性应当存在这一点作为假设提出来，并且用它演绎出方程组应有的形式。” ——— 洛仑兹 走在爱因斯坦前面的人 1865年，麦克斯韦创建了电磁场方程组； 1890年，洛仑兹改造了电磁场方程组，提出电磁波的波速为 C，与波源运动 无关； 1892年，洛仑兹一 方面提出长度收缩假说，解释以太漂移零结果，另一方面建立洛仑兹变换（新的时空变换），洛仑兹变换提出的时空变换方程，在形式上和后来爱因斯坦的狭义相对论几乎相同，但是仍然没有跳出绝对时空观的框架，他已经走到了狭义相对论的边缘，却 没能创立狭义相对论 1898年，英国物理学家拉摩，在《以太和物质》一