[理学]09相对论1.ppt

（贝塞光钟装置） 讨论： 一个匀速运动的钟和一系列“静止”的同步的钟的比较。 u 发出时刻 接收时刻 u u u 发光 光到 ： （1） S ： 光速不变： （2） 解（1）、（2）得： 二、时间延缓 : 原时（固有时） 在某一参照系中同一地点先后发生的两事件的时间间隔。它是静止于此参照系中的一只钟测出的。 一个运动的钟C′和一系列静止的钟C1、C2…比较，运动的钟C′变慢了。 一个运动时钟的“1s”比一系列静止时钟的“1s”长，这称为运动时钟的“时间延缓”,或叫“动钟变慢”。 （1）时间延缓完全是一种相对效应，并非运动使钟的结构发生什么改变。 与钟一起运动的观测者是感受不到钟变慢的效应的。 原时(固有时)最短 * * 第六章 狭义相对论 （Special Relativity） §6-1 牛顿相对性原理和伽里略变换 §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（自学了解） §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（自学了解） §6-8 力和加速度的关系（自学了解） 十九世纪末期，物理学理论在当时看来已发展到完善的阶段。一切物体的机械运动，都严格地、准确地服从牛顿力学的规律；所有电磁现象的规律被总结为麦克斯韦方程组；光的现象有光的波动理论，最后也归结为麦克斯韦方程；热现象理论有完整的热力学以及统计物理学。面对如此硕果，不少人认为，物理现象的基本规律已被完全揭示，物理学大厦已经建成，今后的工作只是把这些基本规律应用到各种具体问题上，进行一些测量和计算而已。 相对论和量子论产生的历史背景 正当科学家们踌躇满志、洋洋自得之时，一些新的物理现象陆续被发现，如光速的相对性问 相对论是由爱因斯坦(Albert Einstein)创立，它包括了两大部分： 狭义相对论(Special Relativity)（1905） 揭示了时间、空间与运动的关系。 广义相对论(general relativity)(1915-1916) 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。 题，黑体辐射，光电效应等问题。这些问题与经典物理格格不入，被称为“晴朗的天空中出现的两片乌云”，正是这两片 “不祥”（吉祥）的乌云，动摇了宏伟的物理学大厦，催生了相对论和量子论的问世。 爱因斯坦（Albert Einstein） （1879 ---- 1955） 美籍 德国人 1921年获诺 贝尔物理奖 美国时代周刊1999年12月26日评选出20世纪的世纪人物 ——爱因斯坦 阿 尔 伯 特 爱 因 斯 坦 . 二 十 世 纪 的 哥 白 尼 现 代 时 空 的 创 始 人 Einstein §6-1 牛顿相对性原理和伽里略变换 时空观 ——对时间和空间的看法。 即对时间和空间的物理性质的认识。如时间和空间相互之间有无关系 ？ 它们与物质及物质运动有无关系？等等。 宇宙观 “天地四方曰宇，古往今来曰宙” ——《尸佼》 “宇蒙东西南北久（宙）合古今旦莫（暮）” ——《墨子》 “四方上下谓之宇，往古来今谓之昼” ——《淮南子·齐俗训》 宇指空间，宙指时间，宇宙即空间和时间，统称时空。 一、历史的回顾 远古时代: ___“天圆如帐盖，地方如棋局” “方属地，圆属天，天圆地方” “天似穹庐，笼罩四野” “大地在乌龟背上” 这里，空间方向是绝对的，上就是上，下就是下，东西南北也是绝对的。 亚里士多德时代:——认为地球球心是宇宙中心， 宇宙由七个同心球壳组成（中国认为是九个）月亮、太阳、行星和恒星分别处在不同的球壳上，它们都作完美的圆运动。把空间分为月上和月下。如太阳、星星的天然位置在天球上，地面附近物体的天然位 置在地心，物体之所以运动是因为它们没 有达到自己的天然位置...... 地 上 上 上 上 这里，空间位置是绝对的，方向是相对的。 牛顿时代 —— 哥白尼否定了地心说，建立了日心说；伽利略提出了相对性原理；牛顿打破了月上、月下的界限，认为苹果落地和月亮运行都服从统一的万有引力定律，宇宙没有中心，牛顿方程中没有宇宙中心这一项。