狭义相对论讲义课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,2019,World Year of Physics 200,世界物理年,Einstein in the 21st Century,纪念愛斯坦,终g论线,100周军与受,新想世50周,让物理走近,大众,让世界,拥抱物理,The Solvay Congress,Werner Heisenberg,of1927,Louis de Broglie,Erwin Schrodinger,5下,H. A. Lorentz,Max Born,Max Planck,Einstein,Niels bohr,主要内容:,相对论的实验基础,相对论的基本原理洛伦兹变换,相对论的时空理论,相对论的四维形式,相对论力学,A爱因斯坦,20世纪最伟大的物理学家。,1879年3月14日生于德国乌耳姆,1900年毕业于,瑞士苏黎世联邦工业大学。1905年,爱因斯坦在,科学史上创造了史无前例的奇迹建立了狭义,相对论,推动了整个物理学理论的革命。1955年,4月19日在美国逝世,ogololola,1905年,除去博士论文外,爱因斯坦连,续发表了4篇重要论文,其中任何一篇,都,够得上案诺贝尔奖。3月,发表了解释光电,效应的论文,提出光子说;5月,发表关于,布朗运动的论文,闻接证明了分子的存在,6月,发表“论运动媒质的电动力学”的论,文,提出了狭义相对论;9月发表了有关质,能关系式的论文,指出能量等于质量乘光速,的平方E=ma2。,相对论的时空观念与人们固有的时空观念差别很大,很难,被普通人所理解。人们都称赞爱因斯坦伟大,但又常常弄不懂,这伟大的内容。这使人们想起英国诗人波谱歌颂牛顿的诗句,自然界和自然界的规律隐藏在黑暗中,上帝说:“让牛顿去吧,”于是一切都成为光明。,后人续写道:上帝说完多少年之后,魔鬼说:“让爱因斯坦去吧,”于是一切又回到黑暗中。,狭义相对论的重点与难点,本章重点:,1、深刻理解经典时空理论和迈克尔逊实验;,2、熟记狭义相对论基本原理、洛仑兹变换;,3、理解同时的相对性和尺缩、钟慢效应,能够,熟练利用洛仑兹速度变换解决具体问题;,4、了解相对论四维形式和四维协变量;,5、掌握相对论力学的基本理论并解决实际问题。,本章难点:,1、同时的相对性、时钟延缓效应的相对性;,2、相对论四维形式的理解;,3、电动力学相对论不变性的导出过程。*,ogololola,1历史背景及重要实验基础,引言,牛顿力学,垕翌鬟霍整蛋克新韦电时场理,越于成熟。,热力学与经典统计理论,两朵乌云:迈克耳逊莫雷“以太漂移”实,验黑体辐射实验,狭义相对论,近代物理学的两大,量子力学,支柱,逐步建立了,新的物理理论。,近代物理不是对经典理论的简单否定,近代物理不是经典理论的补充,而是全新的理论,伽利略变换,在两个惯性系中分析描述同一物理事件 levent,在t=0时刻,物体在O点系重合,在t=t时刻,物体运动到P点,Y,y,P,x=x- vt,正,变,X(),换,Z,ogololola,关于长度和时间的测量,在每个惯性系放一个时钟和一把尺子,钟和尺与,参照系无关,与内部结构无关,与运动无关,运动长度的测量:在同一时间去测量物体的两端。,Y,t= t,L=xo-x,O(x1t1)(x22),A=(x2-x1)2+(y2-y1)2+(z2-x1),vt,X1-1t,=(x2-x)2+(-y1)2+(2-x)2=,ogololola,x=x+vr伽利略坐标变换式,逆变换,一L伽利略速度变换式,Ul,=l、,Ul=L,t=t,伽利略加速度变换式,du,dt axa, a,=a,时间是绝对的,t=t,牛顿定律不变性,空间是绝对的,F,nnd na,结论:在一切惯性系中,经典力学,时空相互分离,中的时空是绝对的绝对时空观,力学相对性原理( Galilean Principle of relativity),(1)在一切相对作匀速运动惯性系中牛顿力学定律具有相同飛式;,(2)一切惯性系都是等价的,不存在特殊的惯性系。,三经典时空理论的局限性不能在一个参照系丙部做实验来硝,1、光速可变并与光源运动相关定该参照系相对男一系的速度,1x=lx+V,11=1y,12=1,在系,光速各,系光速各向异性,向同性,u =u +v=ccos e+v,uy=uy=csin e,L,0 o,XX,光沿系X轴传播的速度L=C土y,光沿系Y轴传播的速度,ur=0, ccos0+v=0, u=u,=csiro,I=VC-v,