高等教育出版社:《物理学教程》教材电子教案(PPT课件,马文蔚第二版)第十五章 狭义相对论 15-2 狭义相对论的基本原理 洛伦兹变换式

15-2狭义相对论的基本原理 洛伦兹变换式 物理学教程 (第二版) Albert Einstein 1879-1955 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 理论方面作出很多的重要的贡献. 爱因斯坦的哲学观念:自然 界应当是和谐而简单的. 理论特色:出于简单而归于 深奥 第十五章狭义相对论
第十五章 狭义 相对论 物理学教程 15 – 2 狭义相对论的基本原理 洛伦兹变换式 (第二版) 爱因斯坦的哲学观念:自然 界应当是和谐而简单的. 理论特色:出于简单而归于 深奥. Albert Einstein ( 1879 – 1955 ) 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 理论方面作出很多的重要的贡献

15-2狭义相对论的基本原理 洛伦兹变换式 物理学教程 (第二版) 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. 相对性原理是自然界的普遍规律 所有的惯性参考系都是等价的. 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。 关键概念:相对性和不变性 伽利略变换与狭义相对论的基本原理不符. 第十五章狭义相对论
第十五章 狭义 相对论 物理学教程 15 – 2 狭义相对论的基本原理 洛伦兹变换式 (第二版) 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. 关键概念:相对性和不变性 . 相对性原理是自然界的普遍规律. 所有的惯性参考系都是等价的 . 伽利略变换与狭义相对论的基本原理不符

15-2狭义相对论的基本原理 洛伦兹变换式 物理学教程 (第二版) 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 惯性系中观察,并不一定是同时发生的. 善厢 6訑面 新始 说明同时具有相对性,时间的量度是相对的 第十五章狭义相对论
第十五章 狭义 相对论 物理学教程 15 – 2 狭义相对论的基本原理 洛伦兹变换式 (第二版) 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

15-2狭义相对论的基本原理洛伦兹变换式 物理学教程 (第二版) 长度的测量是和同时性概念密切相关 二 洛伦兹变换式 设:t=t'=0时,0,0'重合;事件P的时空 坐标如图所示. x-ut P(x,y,z,t) =r(x-) *(x,,2,t) V1-B2 =y x x 71 B=)/c =y(t- V1-B2 y=1/V1-B2 第十五章狭义相对论
第十五章 狭义 相对论 物理学教程 15 – 2 狭义相对论的基本原理 洛伦兹变换式 (第二版) v c 2 1 1 二 洛伦兹变换式 z z' y' x x' y v o o' s s' * (x' , y' ,z' ,t') P(x, y,z,t) ( ) 1 ' 2 x t x t x v v y' y z' z ( ) 1 ' 2 2 2 x c t x c t t v v 设 : 时, 重合 ; 事件 P 的时空 坐标如图所示 . t t' 0 o, o' 长度的测量是和同时性概念密切相关

15-2狭义相对论的基本原理 洛伦兹变换式 物理学教程 (第二版) x'=y(x-ut) x=y(x'+ut') 正变换 y'= y z'= Z ) 逆变换 2=z' t'=y(t c3+) i=y(1+ 2+) 2 P(xy,2,) 光速在任何惯性 *(x,y,2,t) 系中均为同一常量, x 利用它将时间测量与 x 距离测量联系起来. 第十五章狭义相对论
第十五章 狭义 相对论 物理学教程 15 – 2 狭义相对论的基本原理 洛伦兹变换式 (第二版) x' (xvt) y ' y z' z ' ( ) 2 x c t t v 正 变 换 x (x'vt') y y' z z' ( ' ') 2 x c t t v 逆 变 换 光速在任何惯性 系中均为同一常量 , 利用它将时间测量与 z 距离测量联系起来 . z' y' x x' y v o o' s s' * (x' , y' ,z' ,t') P(x, y,z,t)

15-2狭义相对论的基本原理洛伦兹滋变换式 物理学教程 (第二版) 洛伦兹变换特点 1)x',t'与X,t成线性关系,但比例系数Y≠1. 2)时间不独立,t和X变换相互交叉. 3))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. 第十五章狭义相对论
第十五章 狭义 相对论 物理学教程 15 – 2 狭义相对论的基本原理 洛伦兹变换式 (第二版) 1) 与 成线性关系,但比例系数 . 2) 时间不独立, 和 变换相互交叉. 3) 时,洛伦兹变换 伽利略变换。 x' ,t' x,t 1 t x v c 洛伦兹变换特点 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

15-2狭义相对论的基本原理 洛伦兹变换式 物理学教程 (第二版) *三洛伦兹速度变换 u,-0 ux +0 71 1 1+ 2 正变换 (1- 逆变换 ux) u u, 2 0 u- (1- 24) >光速不变4,=c4,=(e-/1- 7) )=d 第十五章狭义相对论
第十五章 狭义 相对论 物理学教程 15 – 2 狭义相对论的基本原理 洛伦兹变换式 (第二版) * 三 洛伦兹速度变换 x x x u c u u 2 1 v v (1 ) 2 x y y u c u u v (1 ) 2 x z z u c u u v 正 变 换 x x x u c u u 2 1 v v x y y u c u u 2 1 v x z z u c u u 2 1 v 逆 变 换 Ø 光速不变 u c x c c c u c x ( (1 ) 2 v v)
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