【正文】 dxtdxd ?????????? ,ttzzyytuxx????????? 牛頓定律適用于一切慣性參照系，在不同慣性系 中， 力學規(guī)律 具有完全相同的形式。 O39。 系： O39。 (2) 時間 是一維的長流，它 與物質(zhì)運動無關 ，時間 絕對地、永恒地均勻流逝著。 在已經(jīng)基本建成的科學大廈中，后輩的物理學家只 要做一些零碎的修補工作就行了。 當時許多物理學家都沉醉于這些成績和勝利之中。 ? 167。 O 和 O39。 質(zhì)點 ttzzyytuxx?????????稱為 伽利略坐標變換 。 再對時間求導，得 aa ?? ??即不同慣性系中，同一質(zhì)點的加速度相等。 3. 伽利略相對性原理 二、愛因斯坦相對性原理和光速不變原理： 1. 時代背景： 牛頓的絕對時空觀遇到了問題： 邁克斯韋方程組預言了電磁波，導出了真空電磁 波傳播速度 ，與實驗測得的 真空光速相同，從而證明了光是電磁波。 這意味著經(jīng)典物理學出了問題，意味著絕對時間、 絕對空間、伽利略變換等等都有問題。 在任何慣性系中，真空中的光速都相等，且與光 源的運動無關。 一個事件： S 系 (x, y, z, t) ， S39。 軸分別平行； 2. S39。)，滿足 x = ct, x39。 = z 即得 x ? x39。 的原點重合，即 t = t39。 系中的觀測者測得這一閃光的時空坐標。求： (1) 宇航員測得小球運動所 需時間； (2) 地面觀測者測得小球運動所需時間。 y39。稱為 同時的相對性 。 ?t ?t39。 是固有時 , 在實驗室 內(nèi)觀測，壽命為 s1018/182822????????????cutt在實驗室內(nèi)觀測， ?t 時間內(nèi) π 介子通過的距離為 u ?t = 3 108 18 108 = 53 m 與實驗結果符合很好。 O S O S O S 8c 20c 32c clcllcc 20,8,2020 21153 ?????????光線追地球 ?t39。 S39。 O S O S O S 8c 20c 32c 原長 原長 原長 三、長度收縮： 時空緊密相聯(lián)，既然時間具有相對性，那么空間 也具有相對性。 x39。 221212 /1 cuxxxx??????例 5 地面上未發(fā)射的飛船長為 5m，發(fā)射后以 9000m/s 相對于地面勻速飛行，在地面測量它的長度是多少？ 解：在飛船參考系，飛船長度 l = 5m 是固有長度， 在地面參考系測量，飛船長度為 m1025)103/9 0 0 0(15/1 9822 ??????????? cull例 6 一根米尺沿長度方向相對于觀察者以 的速度 運動，米尺通過觀察者面前要花多長時間？ 解： (1) l39。 系中測得靜止 ? 介子壽命期間實驗室飛行的 路程，飛行時間即為 靜止 ? 介子的平均壽命 88 ?????????? ult四、因果律： 慣性系 S S39。 系的速度： 2222221/1,1/1cuvcuvvcuvcuvvxzzxyy????????,1 2cuvuvvxxx????相對論速度變換 反變換 (帶撇和不帶撇的量互換，并把 u 換成 –u ) 2222221/1,1/1cvucuvvcvucuvvxzzxyy ??????????,1 2cvuuvvxxx ?????討論 1. 當 u 和 vx c 時，轉(zhuǎn)化為伽利略速度變換。 系建立在建立在其中 一個飛船上， S39。 解：以太陽參考系為 S 系，以地球參考系為 S39。 按照經(jīng)典力學中動量的定義 ，動量定理 在伽利略變換下保持不變；愛因斯坦修改了動量的定 義，使動量定理在洛倫茲變換下保持不變。 (2)當 v ? c 時， Ek ? ?， 根據(jù)動能定理，將一個靜質(zhì) 量不等于零的粒子加速到光速須做無窮大的功，即 物體速度有一極限 c 。求這 個大粒子的靜止質(zhì)量 M0 。 二、基本觀點： 1. 引力場周圍空間彎曲； 2. 引力場周圍時間延緩。 例 3 已知二粒子 A、 B 靜止質(zhì)量均為 m0，若 A 靜止， B 以 6m0c2 的動能向 A 運動，碰撞后合成一體，無能 量釋放。 能量守恒 ?? ?? 2cmE ii常量 質(zhì)量守恒 ?? im常量 ?? 統(tǒng)一 核反應滿足能量守恒 m01c2 + Ek1 = m02c2 + Ek2 即 Ek2 – Ek1 = – (m02 – m01) c2 所以核反應釋放的能量 ?E = –?m0c2 經(jīng)過核反應后粒子靜質(zhì)量的減少，叫 質(zhì)量虧損 。 m0 靜止質(zhì)量 m 運動質(zhì)量 質(zhì)點速度 v?一、相對論動量和質(zhì)量： 2201cvmm??m0 cv/m 0 1 1. v 越大， m 越大；實物粒 子速度只能趨于 c，永遠 不能達到 c 。 x y O x39。 例 2 原長為 L39。 系中 ,1 2ccucucv x ?????即光速不變。 S u 不同慣性系中觀測的兩個事件，時間順序 (時序 ) 能否顛倒？ 112122 ???ttxxcu當 時，出現(xiàn)時序顛倒。 y O x x1 x2 y39。 表明棒的運動長度比靜止長度縮短，這個效應 稱為 長度收縮 。 系的 x39。 S39。 S39。 解 ： (1) 兩事件在地面系同地發(fā)生，地面時間為固有時 ???????? cutt飛船 B 測得的時間間隔為 4/1 222BEB ???????cutt(2) 只與飛船速度大小有關 , 與方向無關 , 故結果不變。 系的鐘 (一只鐘 , 測固 有時 ) 比固定于 S 系的鐘 (多只同步鐘，測運動時 ) 走 得慢，這個效應稱為 時間延緩 。 測量事件的時間坐標，本質(zhì)上就是讓事件與時鐘的指 示同時同地發(fā)生。 1 2 S 系： (x1, t1), (x2, t2) S39。 系：飛船 vLvxvxxttt????????????????