普通物理12-1狹義相對論的基本原理洛倫茲坐標(biāo)變換

1、整理課件12.1 狹義相對論的基本原理狹義相對論的基本原理 洛倫茲變換洛倫茲變換12.1.2 伽利略變換伽利略變換 經(jīng)典的時空觀經(jīng)典的時空觀 相對論的意義相對論的意義12.1.3 狹義相對論的基本假設(shè)狹義相對論的基本假設(shè)12.1.4 洛倫茲變換洛倫茲變換整理課件12.1.1 相對論的意義相對論的意義1. 經(jīng)典力學(xué)和相對論力學(xué)經(jīng)典力學(xué)和相對論力學(xué)經(jīng)典力學(xué)經(jīng)典力學(xué):相對論力學(xué)相對論力學(xué): 十九世紀(jì)末二十世紀(jì)初以前十九世紀(jì)末二十世紀(jì)初以前的力學(xué)稱之它的應(yīng)用范圍為低速；認(rèn)為質(zhì)的力學(xué)稱之它的應(yīng)用范圍為低速；認(rèn)為質(zhì)量是不隨速率變化的常量量是不隨速率變化的常量 二十世紀(jì)以后的力學(xué)稱二十世紀(jì)以后的力學(xué)稱之它的

2、應(yīng)用范圍為高速（接近光速）；認(rèn)之它的應(yīng)用范圍為高速（接近光速）；認(rèn)為質(zhì)量隨速率而變化為質(zhì)量隨速率而變化經(jīng)典力學(xué)和相對論力學(xué)的關(guān)系經(jīng)典力學(xué)和相對論力學(xué)的關(guān)系: 當(dāng)物體的運動速度遠遠低于光速時，相當(dāng)物體的運動速度遠遠低于光速時，相對論力學(xué)過渡到經(jīng)典力學(xué)經(jīng)典力學(xué)是相對對論力學(xué)過渡到經(jīng)典力學(xué)經(jīng)典力學(xué)是相對論力學(xué)的一種特例或近似論力學(xué)的一種特例或近似整理課件2. 狹義相對論和廣義相對論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狹義相對論是關(guān)于高速情況下的時空觀理論；理論； 廣義相對論是關(guān)于引力和時空結(jié)構(gòu)的廣義相對論是關(guān)于引力和時空結(jié)構(gòu)的理論理論 狹義相對論適用于一切慣性參考系，而狹義相對

3、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廣義相對論適用于一切參考系3. 相對論和時空觀相對論和時空觀經(jīng)典力學(xué)是建立在絕對時空觀的基之上；經(jīng)典力學(xué)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；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)之廣義相對論是建立在時空彎曲觀的基礎(chǔ)之上上整理課件12.1.2 伽利略變換伽利略變換 經(jīng)典的時空觀經(jīng)典的時空觀 設(shè)設(shè)K坐標(biāo)系靜止，坐標(biāo)系靜止， 坐標(biāo)系相對于坐標(biāo)系相對于K坐標(biāo)系坐標(biāo)系 以速度以速度 沿沿x軸正向運動軸正向運動，并以并以 和和 兩原點兩原點重合的時刻作為兩坐標(biāo)系共同的計時起點，重合的時刻

4、作為兩坐標(biāo)系共同的計時起點，y軸和軸和 軸、軸、 軸和軸和 軸互相平行軸互相平行K uoo y zz xyx y uoo p tzyx, tzyx ,z zKK 整理課件伽利略坐標(biāo)變換伽利略坐標(biāo)變換伽利略速度變換伽利略速度變換 ttzzyyutxx正變換正變換 ttzzyyutxx逆變換逆變換 zzyyxxvvvvuvv正變換正變換 zzyyxxvvvvuvv逆變換逆變換整理課件經(jīng)典的時空觀經(jīng)典的時空觀1時間和空間是獨立存在；時間和空間是獨立存在；2同時是絕對的；同時是絕對的；3時間間隔是絕對不變量；時間間隔是絕對不變量；4空間間隔是絕對不變量空間間隔是絕對不變量整理課件12.1.3 狹義相對

5、論的基本假設(shè)狹義相對論的基本假設(shè) 物理定律在所有物理定律在所有慣性系慣性系中都是同形的，中都是同形的，因此各個因此各個慣性系慣性系中都是等價的，不存在特殊中都是等價的，不存在特殊的絕對的絕對慣性系慣性系1. 相對性原理相對性原理 或：物理定律在所有或：物理定律在所有慣性系慣性系中具有數(shù)學(xué)中具有數(shù)學(xué)形式不變性，即形式不變性，即協(xié)變性協(xié)變性 所有的所有的慣性系慣性系中，光在真空中的傳播速中，光在真空中的傳播速率具有相同的值率具有相同的值c 2. 光速不變原理光速不變原理18sm1099792458. 2 c整理課件xyx y uoo p tzyx, tzyx ,z zKK 12.1.4 洛倫茲變換洛倫茲變換 設(shè)設(shè)K坐標(biāo)系靜止，坐標(biāo)系靜止， 坐標(biāo)系相對于坐標(biāo)系相對于K坐標(biāo)系坐標(biāo)系 以速度以速度 沿沿x軸正向運動軸正向運動，并以并以 和和 兩原點兩原點重合的時刻作為兩坐標(biāo)系共同的計時起點，重合的時刻作為兩坐標(biāo)系共同的計時起點，y軸和軸和 軸、軸、 軸和軸和 軸互相平行軸互相平行K uoo y zz 整理課件 )()(2xcuttzzyyutxx 時空坐標(biāo)的時空坐標(biāo)的洛倫茲變換洛倫茲變換時空坐標(biāo)的洛時空坐標(biāo)的洛倫茲逆變換倫茲逆變換 )()(2xcuttzzyytuxx ,cu 2211cu 從愛因斯坦狹義相對論的兩個