[理學]12狹義相對論(已修改)
2025-01-31 14:33 本頁面
【正文】 第十二章 狹義相對論 狹義相對論的基本原理 洛倫茲變換 狹義相對論的時空觀 相對論動力學 狹義相對論的基本原理 洛倫茲變換 伽利略變換 經(jīng)典的時空觀 相對論的意義 狹義相對論的基本假設(shè) 洛倫茲變換 相對論的意義 1. 經(jīng)典力學和相對論力學 經(jīng)典力學 : 相對論力學 : 十九世紀末二十世紀初以前的力學稱之．它的應用范圍為低速；認為質(zhì)量是不隨速率變化的常量． 二十世紀以后的力學稱之．它的應用范圍為高速（接近光速）；認為質(zhì)量隨速率而變化． 經(jīng)典力學和相對論力學的關(guān)系 : 當物體的運動速度遠遠低于光速時，相對論力學過渡到經(jīng)典力學．經(jīng)典力學是相對論力學的一種特例或近似． 2. 狹義相對論和廣義相對論 狹義相對論是關(guān)于高速情況下的時空觀理論； 廣義相對論是關(guān)于引力和時空結(jié)構(gòu)的理論． 狹義相對論適用于一切慣性參考系，而廣義相對論適用于一切參考系． 3. 相對論和時空觀 經(jīng)典力學是建立在絕對時空觀的基之上； 狹義相對論是建立在相對時空觀的基礎(chǔ)之上； 廣義相對論是建立在時空彎曲觀的基礎(chǔ)之上． 伽利略變換 經(jīng)典的時空觀 設(shè) K坐標系靜止， 坐標系相對于 K坐標系 以速度 沿 x軸正向運動 ， 并以 和 兩原點重合的時刻作為兩坐標系共同的計時起點， y軸和 軸、 軸和 軸互相平行． K?u? o o?y? z z?xyx?y? u?o o?p ? ?tzyx ,? ?tzyx ???? ,z?zK K?伽利略坐標變換 伽利略速度變換 ????????????????ttzzyyutxx正變換 ????????????????ttzzyyutxx逆變換 ????????????zzyyxxvvvvuvv正變換 ????????????zzyyxxvvvvuvv逆變換 經(jīng)典的時空觀 1． 時間和空間是獨立存在； 2． 同時是絕對的； 3． 時間間隔是絕對不變量； 4． 空間間隔是絕對不變量． 用牛頓的話來說： “ 絕對的真正的數(shù)學的時間，就其本質(zhì)而言，是永遠均勻地流逝著，與任何外界事物無關(guān)。 ” “ 絕對空間就其本質(zhì)而言是與任何外界事物無關(guān)的，它從不運動，并且永遠不變。 ” 狹義相對論的基本假設(shè) 物理定律在所有 慣性系 中都是同形的，因此各個 慣性系 中都是等價的，不存在特殊的絕對 慣性系 ． 1. 相對性原理 或：物理定律在所有 慣性系 中具有數(shù)學形式不變性，即 協(xié)變性． 所有的 慣性系 中，光在真空中的傳播速率具有相同的值 c ． 2. 光速不變原理 18 ????cxyx?y? u?o o?p ? ?tzyx ,? ?tzyx ???? ,z?zK K? 洛倫茲變換 設(shè) K坐標系靜止， 坐標系相對于 K坐標系 以速度 沿 x軸正向運動
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