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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,2022/7/5,#,河南城建学院 杜亚冰,狭义相对论,比较,伽利略变换,洛仑兹,变换,绝对时空观,狭义相对论时空观,相对论动力学基础,牛顿相对性原理,狭义相对性原理,第十五章 狭义相对论,难点,:,物质观的深化,重点,:,相对论基本原理；洛仑兹变换；时空观,“,横看成岭侧成峰，远近高低各不同。,”,苏轼,题西林壁,人类面对事物 “相对性”的不同态度：,（,1,）,只承认自己看到的是真的，根本否认还有其它的可能性,.,（,2,）,“公说公有理，婆说婆有理。” 哲学上的 “相对主义”的派别,.,（,3,）,超越从个别角度（物理学里的参考系）认识问题的局限性，寻求不同参考系之间的变换关系，以及变换过程中那些不变性,.,不变性,：是物理定律，是自然界中与观察者无关的客观规律,.,15,1,伽利略变换式 牛顿力学相对性原理遇到的困难,“,相对论的兴起是由于实际需要，是由于旧理论中的矛盾非常严重和深刻，而看来旧理论对这些矛盾已经没法避免了。”,爱因斯坦,自觉地去探索不同参考系中物理量、物理规律之间的变换关系（相对性原理），和变换中的不变量（对称性），以便超越自我认识上的局限性，去把握物理世界中更深层次的奥秘,.,现代物理方法论精髓,一 伽利略变换式 经典力学的相对性原理,问：,相对于不同的参考系,经典力学定律的形式是完全一样的吗,？,牛顿力学的回答,:,*,对于任何惯性参照系,牛顿力学的规律都具有相同的形式,.,这就是,牛顿力学的相对性原理,.,S,系,和,系,坐标轴相互平行,系,相对于,S,系,沿,+,x,方向以速率,v,运动,事件：,t,时刻，物体到达,P,点,当 时,与 重合,伽利略变换,伽利略,坐标变换,伽利略速度变换,伽利略加速度变换,在两相互作匀速直线运动的惯性系中，牛顿运动定律具有相同的形式,.,注 意,牛顿力学的相对性原理， 在宏观、低速的范围内，是与实验结果相一致的,.,经典力学认为：,1,）空间的量度是绝对的，与参考系无关；,2,）时间的量度也是绝对的，与参考系无关,.,绝对时空概念：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,.,二 经典力学的绝对时空观,绝对,时间,:,所有惯性系有统一的时间,.,绝对,空间,：,空间与运动无关,，,空间是绝对静止的,.,“,绝对的真实的数学时间,就其本质而言,是永远均匀地流逝着,与任何外界无关,.,”,“,绝对空间就其本质而言是与任何外界事物无关的,，,它从不运动,并且永远不变,.,”,牛顿的绝对时空观,牛顿力学的相对性原理,实践已证明,绝对时空观是不正确的,.,问：,对于不同的惯性系，电磁现象基本规律的形式是一样的吗 ？,真空中的光速,对于两个不同的惯性参考系,光速满足伽利略变换吗,？,三,伽利略变换的困难,光速依赖于惯性参考系的选取吗,?,球投出,前,结果,:,观察者先看到投出后的球，后看到投出前的球,.,试计算球被投出前后的瞬间，球所发出的光波达到观察者所需要的时间,. (,根据,伽利略变换,),球投出,后,迈克尔孙,莫雷实验,为了测量地球相对于 “以太” 的运动,1881,年迈克尔孙用他自制的干涉仪进行测量,没有结果,.,1887,年他与莫雷以更高的精度重新做了此类实验,仍得到零结果,即,未观测到地球相对“以太”的运动,.,人们为维护,“以太”,观念作了种种努力， 提出了各种理论 ，但这些理论或与天文观察，或与其它的实验事实相矛盾，最后均以,失败,告终,.,实验结果,未,观察到地球相对于“以太”的运动,.,仪器可测量精度,理论预测,实验装置：,设“以太”参考系为,S,系、实验室为,S,系,结论,：作为绝对参考系的,以太不存在,.,以后又有许多人在不同季节、时刻、方向上反复重做迈克耳孙,-,莫雷实验近年来,利用激光使这个实验的精度大为提高,但结果却没有任何变化,迈克耳孙,-,莫雷实验测到以太漂移速度为零,对以太理论是一个沉重的打击,被人们称为是笼罩在,19,世纪物理学上空的一朵乌云,.,
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