《大学物理精品课件-华南理工》第二十章狭义相对论.pptVIP

* 三、狭义相对论的基本假设 相对性原理：在彼此作匀速直线运动的一切惯性参考系 中，物理定律是相同的。（爱因斯坦相对性原理） 说明：相对性原理不仅适用于力学现象，而且适用于一 切物理现象。 光速不变原理：在彼此作匀速直线运动的一切惯性参 考系中，光在真空中的速率都相等。 说明：在真空中光的速度和频率与发射体的运动无关，光 沿各个方向传播的速率都相同。 四、洛仑兹坐标变换公式 变换需满足： （1）满足相对性原理和光速不变原理这两个基本假设 （2）当两惯性系的相对速度远小于真空中的光速时，变 换关系应过渡为伽利略变换。 洛仑兹正变换（S变到S’） 洛仑兹逆变换（S’变到S） §20－3狭义相对论的时空观 一、同时的相对性 1、 由洛仑兹变换有： 两系中时间间隔 为 关系为： 可见， 时 表明：在一个惯性系中不同地点、同时发生的事件，在 相对它运动的任一惯性系中的观测者看来，并不 同时发生。 表明：在一惯性系中同一地点、同时发生的两事件，在相 对它运动的任一其他惯性系中的观测者看来，也必 定是同时发生的。 同时是相对的 2、若两事件 在 系中观测者看来是同时发生的， 即 ，则在 系中 二、时间间隔的相对性（时钟延缓/时间膨胀） 同地点两事件 在S系和S’系中时间分别 和 时间间隔分别为 由 得 相对于该惯性系运动的其他惯性系中测得这两事件的时间 间隔为 把在某一惯性系中同一地点先后发生的两事件之间的时间 间隔称为固有时 时钟延缓/时间膨胀效应 固有时最短 表明：时间间隔的相对性。 三、长度的相对性（尺度收缩） Y X O X1 X2 Y’ X’ O’ X’1 X’2 S’系以速度v相对于S系运 动，一细静止于S‘系，并 沿ox’轴放置。S’系中观察 者测得细棒的长度为 通常把观察者相对于棒静止时所测得的长度称为棒的固有长度 S系: S’系: 即 或 尺度收缩效应 表明:空间间隔具有相对性.即从与杆有相对运动的惯性参 考系中测得的长度总小于从与杆相对静止的惯性系 中测得的长度.仅当 时 ,在绝对时空 观中,长度不变. 思考: 1、在Y方向（或Z方向）有无尺缩效应？ 如果尺子沿Y’或Z’方向放置，系仍沿X轴运动，尺子是 否有尺缩效应？ 2、S’系相对S系沿X轴正向运动，尺固定在S’系中沿X’轴放 置。问用固定在S’系中尺测得为 。 同样尺固定在S系中测得为 ，则在S’系中看S系中尺 (或S系中看S’系中尺）是否仍为 ？不是则为多少？原 因？ §20－4狭义相对论动力学基础 一、相对论动量与质量 动量守恒定律是自然界的普遍规律之一。在相对论力学 中仍认为是一基本规律，仍表示为 同牛顿力学不同的是，在相对论中，在洛仑兹变换的基 础上，认为物体的质量与自身速率有关（为了保持动量 守恒定律形式不变）。 相对论质量 质速关系 相对论动量 *