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相对论.zq（马） 第三章 相对论 18－1 伽利略变换 牛顿的绝对时空观 三.从绝对时空观过渡到力学相对性原理 Gaelileo变换 18-2 迈克尔孙－莫雷实验（1887年） 18－3 狭义相对论基本原理 洛仑兹变换 二、洛仑兹变换： 18－4 相对论时空观 说明： 二、时间的延缓——运动时钟变慢 说明： 三、同时性的相对性 结论： 四、时序与因果律 §18－6 相对论量和能量 3、相对论中的动能 4、静能、总能 5、质能关系式 二、能量与动量 注： 根据洛仑兹变换： 可见：在S’系（火车）上观察，击中车头的闪电比击中车尾的闪电要早些。 2、在一个惯性系中不同时，也不同地发生的两件事，在另一惯性系中倒有可能同时发生。 1、在一个惯性系中同时不同地发生的两事件，在别的惯性系中就不同时发生。 3、同时同地发生的两事件，在所有惯性系中都同时同地发生。 在 s 中： 先开枪，后鸟死 在 s 中： 是否能发生先鸟死，后开枪？ 时序: 两个事件发生的时间顺序。 在 s 中： t 1 t 2 前 事件1： t 1 x 1 ( ) ， 开枪 后 ， 事件2： t 2 x 2 ( ) 鸟死 子弹 u u = t 1 t 2 x 1 x 2 ( ) ( ) 子弹速度 信号传递速度 所以由因果率联系的两事件的时序不会颠倒。 在 s 中：仍然是开枪在前，鸟死在后。 v c 2 u t 2 t 1 因为 所以 ， 在 s 中： c v t 1 = 2 t 1 β 1 2 x 1 c v t 2 = 2 t 2 β 1 2 x 2 = t 2 t 1 β 1 2 c 2 ) ( ) 1 ( 0 v u t 2 t 1 一、动量和质量和速度的关系 1、动质量公式： 讨论 （1）m: 相对论质量, m0: 静质量。 （2） v：物体相对于某一参照系的速度。 （3） 可认为质量与速度无关，等于其静质量。 （4）以光速运动的粒子（如光子、中微子等），它们的静质量必为零。 2、动量公式： 牛顿第二定律的原始形式： 运动物体在恒力作用下，没有恒定的加速度。 物体的动能就是使物体从静止开始运动到速度为v时，合外力所作的功。 讨论 静能： 总能： 动能： 6、原子能的预言 Einstein指出：如果使粒子系统的静质量减少 ，它就会释放出 的巨大能量。 例如： 例2、试计算氢弹爆炸中核聚变反应之一所释放出的能量，其聚变方程为 各种粒子的静止质量为： 氘核：m1=3.3437×10-27kg 氚核：m2=5.0049×10-27kg 氦核：m3=606425×10-27kg 中子：m4=1.6750×10-27kg 解：质量亏损为： 相应释放的能量为： 1kg这种核燃料所释放的能量为： 这相当于同质量的优质煤燃烧所释放热量的1千多万倍！ * 爱因斯坦: Einstein 现代时空的创始人 二十世纪的哥白尼 热学：黑体辐射（1899） 光学：迈克尔逊－莫雷实验（1887） 量子物理Planck 1900 狭义相对论Einstein 1905 十九世纪八十年代，经典物理达到“黄金时代” 力学中遇到的两个问题： 1.对于不同的参考系，基本力学定律的 形式完全一样吗？ 2. .对于不同的参考系，长度和时间测量的结果一样吗？ 宏观低速物体的力学规律在任何惯性系中形式相同。 一、力学（牛顿）相对性原理 （或：在研究力学规律时，一切惯性系都是等价的。） 1、假定了t’=t, 则时间间隔在一切坐标系中是相同的（Dt’=Dt)。 2、假定了任一确定的时刻，空间两点间的长度 对一切坐标系相同。 即：空间的量度与惯性系无关，是绝对不变的。 即：时间的量度与惯性系无关，是绝对不变的。 以上即经典力学（牛顿、绝对）时空观 二. 绝对时空观 绝对时间，就其本性而言，与外界事物无关，而永远是相同的或是不动的。 ———牛顿 绝对的、真正的和数学的时间自己流逝着，并由于它的本性而均匀的与任何外界对象无关的流逝着。 ———牛顿 夫天地者，万物之逆旅；光