高二物理競(jìng)賽課件：伽利略變換與洛侖茲變換

1、伽利略變換與洛侖茲變換oxyzoxyz 考慮兩個(gè)參考系中的坐標(biāo)系K和K(Oxyz和Oxyz)，它們相對(duì)作勻速直線運(yùn)動(dòng)。 在t=0時(shí)刻坐標(biāo)原點(diǎn)重合，對(duì)于同一個(gè)質(zhì)點(diǎn)P，在任意時(shí)刻兩個(gè)坐標(biāo)系中的質(zhì)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位置矢量：P1.伽利略坐標(biāo)變換36-7 伽利略變換與洛侖茲變換概念性例題 火車與隧道的長(zhǎng)度靜止在地面上的觀察者看到200m長(zhǎng)的火車很快地穿過(guò)200m長(zhǎng)的隧道，因而他可以看到火車瞬間消失在隧道里。而火車上的觀察者測(cè)得的火車長(zhǎng)度為500m,而隧道的長(zhǎng)度僅僅為80m。很顯然，500m長(zhǎng)的火車不可能正好位于80m的隧道中。如何解釋兩種不一致的觀察結(jié)果？答：在一個(gè)參考系中同時(shí)發(fā)生的兩事件，在另一個(gè)參考系中觀察

2、不一定同時(shí)發(fā)生。設(shè)火車頭從恰好從隧道的一端出現(xiàn)為事件A, 而最后一節(jié)車廂尾從隧道的另一端消失為事件B。對(duì)地面上的觀察者，事件A與B同時(shí)發(fā)生，而對(duì)火車上的觀察者，兩事件不同時(shí)，事件A先于事件B。當(dāng)火車頭恰好在隧道一端出現(xiàn)時(shí)，火車上的觀察者看到火車最后一節(jié)車廂尾部離隧道還有420m。 地球牛郎星K從宇宙飛船上看，兩者距離縮短關(guān)于早餐進(jìn)行的時(shí)間火車上觀察：15min地面上觀察：20min關(guān)于餐盤(pán)的直徑火車上觀察：20cm地面上觀察：15cm尺寸上變小的東西存在的時(shí)間獲得了延長(zhǎng)時(shí)間和空間相互滲透：一個(gè)量中的一部分可以與另一個(gè)量中的一部分相互轉(zhuǎn)換 時(shí)間和空間必定有聯(lián)系洛侖茲變換K系原點(diǎn)相對(duì)K系原點(diǎn)的位矢

3、：矢量關(guān)系oxyzoxyzP時(shí)間絕對(duì)性:時(shí)間的測(cè)量與坐標(biāo)系無(wú)關(guān)。伽利略坐標(biāo)變換式 分別表示質(zhì)點(diǎn)在兩個(gè)坐標(biāo)系中的速度直角坐標(biāo)系中分量形式伽利略速度變換伽利略速度變換對(duì)于不同慣性系，力學(xué)規(guī)律都具有相同的形式，與慣性系的運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān) 。 伽利略相對(duì)性原理為常矢量aavv=在一個(gè)慣性系內(nèi)部所作任何力學(xué)實(shí)驗(yàn)都不能確定這一慣性系本身是在靜止?fàn)顟B(tài)還是在作勻速直線運(yùn)動(dòng)。伽利略變換的局限性對(duì)光速的失效 對(duì)于兩個(gè)不同的慣性參考系 , 光速滿足伽利略變換嗎 ？球投出前結(jié)果:觀察者先看到投出后的球，后看到投出前的球. 舉例： 試計(jì)算球被投出前后的瞬間，球所發(fā)出的光波達(dá)到觀察者所需要的時(shí)間. (根據(jù)伽利略變換)球投出后洛侖

4、茲坐標(biāo)變換式或正變換逆變換令則正變換逆變換* 設(shè) ： 時(shí)， 重合 ; 事件 P 的時(shí)空坐標(biāo)如圖所示 .能否利用洛侖茲變換研究同時(shí)的相對(duì)性？正變換伽利略變換2) v c , 1變換無(wú)意義時(shí)間 與 均有關(guān)，為時(shí)空坐標(biāo)；討論：速度有極限 同時(shí)不同地事件 2 系 (車廂參考系 )S 系 ( 地面參考系 )事件 1洛侖茲變換討論同時(shí)的相對(duì)性系同一地點(diǎn) B 發(fā)生兩事件在 S 系中觀測(cè)兩事件發(fā)射一光信號(hào)接受一光信號(hào)時(shí)間間隔B洛侖茲變換討論時(shí)間延緩效應(yīng)固有時(shí)間 ：相對(duì)于過(guò)程發(fā)生地點(diǎn)為靜止的參考系中測(cè)得的時(shí)間間隔(在同一個(gè)地點(diǎn)發(fā)生)，固有時(shí)間最短注意洛侖茲變換討論時(shí)間延緩效應(yīng)標(biāo)尺相對(duì) 系靜止在 S 系中測(cè)量測(cè)量為兩個(gè)事件在 系中測(cè)量怎樣測(cè)