大学物理相对论总结.pptVIP

* * 相对论 基本内容 1、力学相对性原理、伽利略变换；狭义相对论产生根源、实验基础和历史条件；狭义相对论的基本原理、洛仑兹变换。 2、狭义相对论时空观：同时的相对性、长度收缩、时间延缓、因果律。 3、狭义相对论质速关系、相对论动力学基本方程、相对论动能、静能总能和质能关系、能量和动量的关系。 内容提要 一、绝对时空观和伽利略变换 时间和空间都是绝对的，与物质的存在和运动无关。 ——牛顿的绝对时空观 同时性、时间间隔和空间距离都是绝对的，与参考系的选择无关。而且，时间和空间是彼此独立的、互不相关的，并且独立于物质和运动之外。 伽利略坐标变换公式 伽利略速度变换公式 伽利略加速度变换公式 即 可见，同一质点对不同的惯性系有相同的加速度。 二、力学相对性原理 牛顿力学的一切规律在伽利略变换下其形式保持不变，或者说力学规律对于一切惯性参考系都是等价的。 力学相对性原理的更重要之处在于，惯性系对力学实验是平权的。 三、狭义相对论的基本原理 1）爱因斯坦相对性原理：物理定律在所有的惯性系中都具有相同的表达形式 . 2）光速不变原理： 真空中的光速是常量，它与光源或观察者的运动无关，即不依赖于惯性系的选择. 四、洛伦兹变换 正变换 逆 变 换 1、同时的相对性 五、狭义相对论时空观 沿两个惯性系运动方向，不同地点发生的两个事件，在其中一个惯性系中是同时的， 在另一惯性系中观察则不同时，所以同时具有相对意义；只有在同一地点， 同一时刻发生的两个事件，在其他惯性系中观察也是同时的 . 2、长度的收缩（运动物体在运动方向上长度收缩） 固有长度 在 系中测量 3、时间的延缓 固有时间 ：同一地点发生的两事件的时间间隔 . 时间延缓 ：运动的钟走得慢 . 固有时间 4、因果律 有因果关系的事件，它们的因果关系即事件发生的先后次序（时序），不会因为参考系改变而颠倒，这就是因果律。 经典时空观 主要内容 主要结论 相对论时空观 同时的绝对性 同时的相对性 时间间隔的绝对性 运动的时钟变慢 空间距离的绝对性 运动的尺子变短 质量不变 质量随速度的增大而增大 时间和空间彼此独立、互不关联，且不受物质或运动的影响。 时间和空间相互关联，质量随物体的运动状态的改变而改变。 解： 固有时间 例 在惯性系S中，有两事件发生于同一地点，且第二事件比第一事件晚发生 秒钟，而在另一惯性系S′中，观测第二事件比第一事件晚发生 秒钟，那么在S′中发生两事件的地点之间的距离是 。 例 S 系中的观察者有一根米尺固定在 x 轴上，其两端各装一手枪。在S′系中的x′轴上固定另一根长尺，当后者从前者旁边经过时， S 系中的观察者同时扳动两手枪，使子弹在S′系中的尺上打出两个记号。试问在S′系中这两个记号之间的距离是小于、等于、还是大于1 m ? S S′ 解： 1）相对论动量 当 时 1、动量与速度的关系 2）相对论质量 静质量 ：物体相对于惯性系静止时的质量 . 在不同惯性系中大小不同 . 当 时 C 六、相对论质量和相对论动量