相对论的基本假设与洛伦兹变换.pptxVIP

AlbertEinstein(1879–1955)20世纪最伟大的物理学家,于1905年和1915年先后创立了狭义相对论和广义相对论,他于1905年提出了光量子假设,为此他于1921年获得诺贝尔物理学奖,他还在量子理论方面具有很多的重要的贡献。爱因斯坦的哲学观念：自然界应当是和谐而简单的。理论特色：出于简单而归于深奥。

狭义相对论的基本假设相对性原理是自然界的普遍规律。1）爱因斯坦相对性原理：物理规律在所有的惯性系中都具有相同的(数学)表达形式。01关键概念：相对性和不变性。所有的惯性参考系都是等价的。伽利略变换与狭义相对论的基本原理不符。2）光速不变原理：在一切惯性系中，真空中的光速沿任何方向都是常量，并且与光源或观察者的运动状态无关。02

说明同时具有相对性，时间的量度是相对的.和光速不变紧密联系在一起的是：在某一惯性系中同时发生的两个事件，在相对于此惯性系运动的另一惯性系中观察，并不一定是同时发生的。

二洛伦兹变换设t=t?=0时，O，O?重合；事件P的时空坐标如图所示。长度的测量是和同时性概念密切相关。*考虑到如图的运动，y和z方向的是不变的：由于参考系是等价的，所以变换应该是线性的。

*考虑S?系的坐标原点，x?=0，此时x=ut，或者x-ut=0,说明x?和x-ut同时为零。所以分别考虑在oyz面上各点和在o?y?z?面上各点，这些点满足条件是：虑两个事件：第一个，在t=t?=0，S和S?原点重合时发出一个光信号；第二个，在P点接收到光信号。由于光速不变，所以和因此：又

所以，一般有比较系数得

引入*

正变换逆变换光速在任何惯性系中均为同一常量，利用它将时间测量与距离测量联系起来。*

1）与成线性关系，但比例系数。2）时间不独立，和变换相互交叉。3）时，洛伦兹变换伽利略变换。洛伦兹变换特点意义：基本的物理定律应该在洛伦兹变换下保持不变。这种不变显示出物理定律对匀速直线运动的对称性——相对论对称性。4）光速是自然界的极限速度。

洛伦兹速度变换式1在不同参考系中速度分量定义为：2和3

逆变换

STEP4STEP3STEP2STEP1例5-1：设想以速度0.90c飞离地球的光子火箭，沿飞行方向发出一个光子，求该光子相对于地球的速度。解：选火箭参考系为S?系地面参考系为S系