高二物理競(jìng)賽力學(xué)相對(duì)性原理 伽利略變換和邁克耳遜-莫雷實(shí)驗(yàn)課件

狹義相對(duì)論第6章specialrelativity愛因斯坦

20世紀(jì)最偉大的物理學(xué)家，1879年3月14日出生于德國烏爾姆，1900年畢業(yè)于瑞士蘇黎世聯(lián)邦工業(yè)大學(xué)。1905年，愛因斯坦在科學(xué)史上創(chuàng)造了史無前例的奇跡。這一年的3月到9月半年中，利用業(yè)余時(shí)間發(fā)表了

6

篇論文，在物理學(xué)3

個(gè)領(lǐng)域作出了具有劃時(shí)代意義的貢獻(xiàn)—?jiǎng)?chuàng)建了光量子理論、狹義相對(duì)論和分子運(yùn)動(dòng)論。愛因斯坦在1915年到1917年的3年中，還在3

個(gè)不同領(lǐng)域做出了歷史性的杰出貢獻(xiàn)—建成了廣義相對(duì)論、輻射量子理論和現(xiàn)代科學(xué)的宇宙論。愛因斯坦獲得1921

年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)牛頓力

學(xué)麥

克

斯

韋

電

磁

場(chǎng)

理

論熱力學(xué)與經(jīng)典統(tǒng)計(jì)理論兩朵小烏云

邁克耳遜——莫雷“以太漂移”實(shí)驗(yàn)

黑體輻射實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)

近代物理不是對(duì)經(jīng)典理論的簡(jiǎn)單否定。

近代物理不是對(duì)經(jīng)典理論的補(bǔ)充，而是全新的理論。狹義相對(duì)論量子力學(xué)近代物理學(xué)的兩大支柱，逐步建立了新的物理理論。19世紀(jì)后期，經(jīng)典物理學(xué)的三大理論體系使經(jīng)典物理學(xué)已趨于成熟。絕對(duì)時(shí)間絕對(duì)空間

絕對(duì)的、數(shù)學(xué)的、與物質(zhì)的存在和運(yùn)動(dòng)無關(guān)在所有慣性系中，物體運(yùn)動(dòng)所遵循的力學(xué)規(guī)律是相同的，具有相同的數(shù)學(xué)表達(dá)形式?；蛘哒f，對(duì)于描述力學(xué)現(xiàn)象的規(guī)律而言，所有慣性系是等價(jià)的。6.1力學(xué)的相對(duì)性原理伽利略變換1.絕對(duì)時(shí)空觀2.力學(xué)的相對(duì)性原理

經(jīng)典力學(xué)相對(duì)性原理與絕對(duì)時(shí)空觀密切相關(guān)6.1.1力學(xué)的相對(duì)性原理6.1.2伽利略變換正變換逆變換伽利略變換式在兩個(gè)慣性系中分析描述同一物理事件在t＝0

時(shí)刻，S

,

S'

系重合。t

時(shí)刻，物體到達(dá)P

點(diǎn)P(x,y,z;t)(x',y',z';t')yOzSx

(x')O'z'y'S'1.伽利略坐標(biāo)變換長度測(cè)量與慣性系無關(guān)2.伽利略速度變換

請(qǐng)大家自己寫出速度、加速度的逆變換式由3.伽利略加速度變換在牛頓力學(xué)中

質(zhì)量與運(yùn)動(dòng)無關(guān)

力與參考系無關(guān)4.牛頓運(yùn)動(dòng)定律具有伽利略變換的不變性例：動(dòng)量守恒定律具有伽利略變換的不變性所以動(dòng)量守恒定律具有伽利略變換的不變性所以動(dòng)量守恒定律具有伽利略變換的不變性所以動(dòng)量守恒定律具有伽利略變換的不變性邁克耳遜-

莫雷實(shí)驗(yàn)對(duì)(1)光線：O

M1O6.2

邁克耳遜-莫雷實(shí)驗(yàn)

伽利略變換的困難

Maxwell

電磁場(chǎng)方程組不服從伽利略變換

邁克耳遜-

莫雷實(shí)驗(yàn)的零結(jié)果以太風(fēng)(1)(2)對(duì)(2)光線：O

M2O由l1=l2=l

和v<<c兩束光線的時(shí)間差當(dāng)儀器轉(zhuǎn)動(dòng)p

/

2

后，引起干涉條紋移動(dòng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果:邁克耳遜—莫雷實(shí)驗(yàn)的零結(jié)果，說明“以太”本身不存在。

例1：設(shè)想一飛船以0.80c的速度在地球上空飛行，如果這時(shí)從飛船上沿速度