狭义相对论的三个问题.ppt

第十八章狭义,相对论,相对论时空下的三个问题,第,3,章 狭义相对论,基本要求：,1.,了解绝对时空观下的伽利略变换,2.,理解相对时空观下的洛伦兹变换,3.,掌握相对时空观下的三个结论：,（,1,）同时的相对性 （,2,）时间延缓 （,3,）长度收缩,4.,掌握质速关系 质能关系,第,3,章 狭义相对论,基本要求：,3.,掌握相对时空观下的三个结论：,（,1,）同时的相对性,3-9,题,3-16,题,（,2,）时间延缓,3-6,题,3-8,题,3-13,题,3-15,题,（,3,）长度收缩,3-7,题,3-11,题,3-14,题,3-20,题,第,3,章 狭义相对论,（,1,）同时是相对的,第,3,章 狭义相对论,（,2,）长度收缩,第,3,章 狭义相对论,（,3,）时间膨胀,作业,P,218,页,22,题,P,216,页,16,题,经典力学的相对性原理 经典力学的时空观,对于任何惯性参照系,牛顿力学的规律都具有相同的形式,.,时间和空间的量度和参考系无关,长度和时间的测量是绝对的,.,狭义相对论基本原理,爱因斯坦相对性原理：物理定律在,所有,的惯性系中都具有相同的表达形式,.,光速不变原理：真空中的光速是常量，它与光源或观察者的运动无关，即不依赖于惯性系的选择,.,3.1.3,狭义相对论的基本假设,1.,历史背景,（,1,）,1864,年麦克斯韦电磁学理论,（,2,）伽利略变换下各方向的光速不恒为,c,（,3,）绝对静止参考系以太,2.,爱因斯坦相对性原理,对于描述物理定律（包括力学定律）来说，所有的惯性参考系都是平等的，不存在特殊的绝对惯性系。,3.,光速不变原理,在所有惯性系中，光在真空中的传播速率都等于,c,。,或者说，无论光源和观察者如何运动，观察者测得的光速都等于,c,。,【,例,3.6】,设想做“追光实验”，即乘一列以速度,u,运动的火车追赶一个向前运动的闪光。在火车上观测，闪光的速度多大？,解,以火车为,S,/,系，地面为,S,系,在火车上观测，闪光的速度,如火车发光地面观察呢？,仍等于光速,c,，,与参考系的运动无关。,3-4,题,【,例,3.7】,一宇宙飞船以,0.9c,的速度离开地球，在飞船上发射一枚导弹。若导弹相对飞船的速度也是,0.9c,，求导弹相对地球的速度。,解,以地面为,S,系 以飞船为,S,/,系,，,则导弹相对地球的速度,通过速度合成也不能超光速（自学）,3.2,洛伦兹变换,u,/,c,0,，回到伽利略变换。,1,0,洛伦兹变换,逆,变换,u,u,洛伦兹变换,逆,变换,u,u,洛伦兹坐标变换式,时，洛伦兹变换 伽利略变换。,正,变换,逆,变 换,狭义相对论时空观,同时的相对性,若,则,若,则,此结果反之亦然,.,时间延缓：,运动的钟走得慢,.,原时最小,长度收缩：运动物体在运动方向上长度收缩,.,原长最大,一 同时的相对性,事件,1,：车厢,后,壁接收器接收到光信号,.,事件,2,：车厢,前,壁接收器接收到光信号,.,同时不同地,事件,2,系,(,车厢参考系,),S,系,(,地面参考系,),事件,1,二 长度的收缩,标尺相对 系静止,在,S,系中测量,测量为两个事件,要求,在 系中测量,固有,长度,当,时,.,固有,长度：物体相对静止时所测得的长度,.,（,最长,）,洛伦兹收缩,:,运动,物体在运动方向上长度,收缩,.,长度收缩是一种,相对,效应,此结果反之亦然,.,注意,运 动 的 钟 走 得 慢,三 时间的延缓,系,同一,地点,B,发生两事件,在,S,系中观测两事件,发射一光信号,接受一光信号,B,固有,时间：事件所在系时钟测得,同一,地点发生的,两,事件的时间间隔,.,时间延缓：,运动,的钟走得,慢,.,固有时间,第,3,章 狭义相对论,3.,掌握相对时空观下的三个结论：,（,1,）同时的相对性,3-9,题,3-16,题,第,3,章 狭义相对论,基本要求：,3.,掌握相对时空观下的三个结论：,（,2,）时间延缓,3-6,题,3-8,题,3-13,题,3-15,题,第,3,章 狭义相对论,基本要求：,3.,掌握相对时空观下的三个结论：,（,3,）长度收缩,3-7,题,3-11,题,3-14,题,3-20,题,固有,长度,