《电动力学》课程教学课件（PPT讲稿）狭义相对论-1（相对论的实验基础）

第六章狭义相对论 1

1 第六章 狭义相对论

物理规律 相对于一定参考系进行表述 宏观电磁场的普遍规律 麦克斯韦方程组 在哪些参考系中成立？ 参考系变换时，基本规律的形式如何改变？ 基本物理量E和B如何变换？ 2

2 物理规律 相对于一定参考系进行表述 宏观电磁场的普遍规律 麦克斯韦方程组 在哪些参考系中成立? 参考系变换时，基本规律的形式如何改变? 基本物理量E和B如何变换?

电动力学 参考系问题是一个很基本的物理问题 这个问题的解决是和新时空观的建立联系 在一起的。人们在研究高速运动现象，特 别是电磁波的传播现象时，揭示了旧时空 观的局限性，建立了新的时空观。 3

3 这个问题的解决是和新时空观的建立联系 在一起的。人们在研究高速运动现象，特 别是电磁波的传播现象时，揭示了旧时空 观的局限性，建立了新的时空观。 电动力学 参考系问题是一个很基本的物理问题

相对论主要是关于时空的理论。 相对论时空观的建立是人们对物理 现象认识上的一个飞跃。相对论对 近代物理学的发展，特别是核物理 和高能物理的发展起着重大作用。 现在相对论已经成为物理学的主要 基础之一。 4

4 相对论主要是关于时空的理论。 相对论时空观的建立是人们对物理 现象认识上的一个飞跃。相对论对 近代物理学的发展，特别是核物理 和高能物理的发展起着重大作用。 现在相对论已经成为物理学的主要 基础之一

狭义相对论：局限于惯性参考系 的理论 广义相对论：推广到一般参考系 和包括引力场在内的理论 本章仅限于讨论狭义相对论 5

5 狭义相对论：局限于惯性参考系 的理论 广义相对论：推广到一般参考系 和包括引力场在内的理论 本章仅限于讨论狭义相对论

狭义相对论的主要内容 ()惯性参考系之间时空坐标的洛 伦兹变换及其物理意义，这是相 对论时空观的集中反映。 (2)物理规律在任意惯性系中可表为 相同形式，即物理规律的协变性。 协变性要求是对各种场和粒子间相 互作用规律的探索的主要理论指导 之一。 6

6 狭义相对论的主要内容 (1) 惯性参考系之间时空坐标的洛 伦兹变换及其物理意义,这是相 对论时空观的集中反映。 (2) 物理规律在任意惯性系中可表为 相同形式,即物理规律的协变性。 协变性要求是对各种场和粒子间相 互作用规律的探索的主要理论指导 之一

(3)把电动力学基本规律一麦克斯韦方 程组和洛伦兹力公式表为协变形式， 从而使电动力学成为明显相对论性的 理论，可用来解决任意速度带电粒子 与电磁场的相互作用问题。 (④)把力学基本规律推广为协变性的相对 论力学。由此得到相对论的质量、能 量和动量的关系。这些关系是原子能 应用的主要理论基础，是解决高能粒 子运动和转化过程的运动学问题的主 要工具。 7

7 (4) 把力学基本规律推广为协变性的相对 论力学。由此得到相对论的质量、能 量和动量的关系。这些关系是原子能 应用的主要理论基础，是解决高能粒 子运动和转化过程的运动学问题的主 要工具。 (3) 把电动力学基本规律—麦克斯韦方 程组和洛伦兹力公式表为协变形式， 从而使电动力学成为明显相对论性的 理论，可用来解决任意速度带电粒子 与电磁场的相互作用问题

本章阐述狭义相对论的基本内容。 首先从实验事实出发，引入相 对论的两个基本原理一相对性原理 和光速不变原理，由此导出时空坐 标的洛伦兹变换式，并着重讨论相 对论的时空概念。 8

8 首先从实验事实出发，引入相 对论的两个基本原理—相对性原理 和光速不变原理，由此导出时空坐 标的洛伦兹变换式，并着重讨论相 对论的时空概念。 本章阐述狭义相对论的基本内容

然后根据相对论时空观解决电 动力学的参考系问题，把电动力学基 本方程表为适用于一切惯性参考系 的形式，并导出势和电磁场的变换关 系。 最后我们把力学规律推广为相 对论协变形式，并讨论相对论质量、 能量和动量关系。 9

9 然后根据相对论时空观解决电 动力学的参考系问题,把电动力学基 本方程表为适用于一切惯性参考系 的形式,并导出势和电磁场的变换关 系。 最后我们把力学规律推广为相 对论协变形式, 并讨论相对论质量、 能量和动量关系

§6.1相对论的实验基础 10

10 §6.1 相对论的实验基础