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,相对论,三、狭义相对论,经典力学其应用范围只能限于速度比较低的运动物体，然而物理学中许多课题都涉及到运动速度达到或接近光速的物理过程,电磁波传播、基本粒子的运动、遥远星系的运动,在研究光、电磁场和微观粒子等问题时，整个经典物理学的基本观念受到挑战,1905年爱因斯坦为了解决上述问题提供了一个基础理论狭义相对论。,AlbertEinstein(18791955)20世纪最伟大的物理学家,于1905年和1915年先后创立了狭义相对论和广义相对论,他于1905年提出了光量子假设,为此他于1921年获得诺贝尔物理学奖,他还在量子理论方面具有很多的重要的贡献.,一狭义相对论的基本原理,1）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.,2）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.,所有的惯性参考系都是等价的.,说明同时具有相对性，时间的量度是相对的.,和光速不变紧密联系在一起的是：在某一惯性系中同时发生的两个事件，在相对于此惯性系运动的另一惯性系中观察，并不一定是同时发生的.,二洛伦兹变换式,洛伦兹变换应该满足两个条件（1）满足光速不变和狭义相对论基本假设；（2）在低速时，退化成伽利略变换。,意义：基本的物理定律应该在洛伦兹变换下保持不变.这种不变显示出物理定律对匀速直线运动的对称性相对论对称性.,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.,结论：沿两个惯性系运动方向，不同地点发生的两个事件，在其中一个惯性系中是同时的，在另一惯性系中观察则不同时，所以同时具有相对意义；只有在同一地点，同一时刻发生的两个事件，在其他惯性系中观察也是同时的.,在S系,在系同时同地发生的两事件,二长度的收缩,标尺相对系静止,在S系中测量,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.,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,时间间隔,固有时间：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,狭义相对论的时空观1）两个事件在不同的惯性系看来，它们的空间关系是相对的，时间关系也是相对的，只有将空间和时间联系在一起才有意义.2）时空不互相独立，而是不可分割的整体.3）光速C是建立不同惯性系间时空变换的纽带.,3）时，.,1）时间延缓是一种相对效应.,2）时间的流逝不是绝对的，运动将改变时间的进程.（例如新陈代谢、放射性的衰变、寿命等.）,牛顿定律与光速极限的矛盾,物体在恒力作用下的运动,经典力学中物体的质量与运动无关,1）相对论动量,当时,一动量与速度的关系,2）相对论质量,静质量：物体相对于惯性系静止时的质量.,在不同惯性系中大小不同.,当时,二狭义相对论力学的基本方程,相对论动量守恒定律,当时，急剧增加,而，所以光速C为物体的极限速度.,当时,当时,相对论质能关系,质能关系预言：物质的质量就是能量的一种储藏.,三质量与能量的关系,相对论的质能关系为开创原子能时代提供了理论基础,这是一个具有划时代的意义的理论公式.,四质能公式在原子核裂变和聚变中的应用,质量亏损,原子质量单位,放出的能量,1g铀235的原子裂变所释放的能量,1核裂变,2轻核聚变,释放能量,质量亏损,轻核聚变条件温度要达到时，使具有的动能，足以克服两之间的库仑排斥力.,五动量与能量的关系,极端相对论近似,光子,光的波粒二象性,号称汇集全球三分之一智慧大脑的照片,号称汇集全球三分之一智慧大脑的照片,第一届索尔维会议合影,
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