东南大学：《大学物理学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第十四章 相对论习题课

第十四章相对论 米 第十四章 相对论

第十四章 相对论 1

匚第干四章相对论 狭两条原理。相对性原理 义 光速不变原理 相一个变换一洛论兹变换 对 运动学观点 论两种观点一动力学观点

第十四章 相对论 2 狭 两条原理 义 相 对 论 两种观点 一个变换 光速不变原理 相对性原理 动力学观点 运动学观点 洛沦兹变换

匚第干四章相对论 米 教学基本要求 掌握爱因斯坦狭义相对论的两条基本原 理,以及在此基础上建立起来的洛伦兹变换式 掌握狭义相对论中同时的相对性,以及 长度收缩和时间延缓的概念,了解牛顿力学的 时空观和狭义相对论的时空观以及二者的差异 掌握狭义相对论中质量、动量与速度的 关系,以及质量与能量间的关系

第十四章 相对论 3 教学基本要求 一 掌握爱因斯坦狭义相对论的两条基本原 理，以及在此基础上建立起来的洛伦兹变换式. 二 掌握狭义相对论中同时的相对性，以及 长度收缩和时间延缓的概念，了解牛顿力学的 时空观和狭义相对论的时空观以及二者的差异. 三 掌握狭义相对论中质量、动量与速度的 关系，以及质量与能量间的关系

匚第干四章相对论 内容提要 狭义相对论基本原理 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 在任何惯性系中,光在真空中的速率都相等

第十四章 相对论 5 习 题 课 内容提要 一、狭义相对论基本原理 １、爱因斯坦相对性原理 ２、光速不变原理 物理定律在所有的惯性系中都具有相同的表 达形式 在任何惯性系中，光在真空中的速率都相等

匚第干四章相对论 米二、洛仑兹变换 1、坐标变换 y(x-) x=r(x+ut) 正y=y y=y 变 逆变换 换 t'=r(t t=y(t'+-2x)

第十四章 相对论 6 １、坐标变换 二、洛仑兹变换 x x t ' ( ) = −  v y y ' = z z ' = 2 t t x ' ( ) c = −  v 正 变 换 x x t = +  ( ' ') v y y = ' z z = ' 2 t t x ( ' ') c = +  v 逆 变 换 习 题 课

匚第干四章相对论 米二、洛仑兹变换 2、速度变换 正变换 y(1 逆变换 y(1+ y(1-12x)

第十四章 相对论 7 二、洛仑兹变换 习 题 课 ２、速度变换 2 ' 1 x x x u v u vu c − = − 正 变 换 2 ' (1 ) y y x u u vu c  = − 2 ' (1 ) z z x u u vu c  = − 2 ' ' 1 x x x u v u vu c + = + 逆 变 换 2 ' ' (1 ) y y x u u vu c  = + 2 ' ' (1 ) z z x u u vu c  = +

第十四章相对论 三米狭义相对论的运动学观点 1、同时的相对性 △==c△不同的惯性系各有自己的同时性, 1-B S系 S系 同时不同地△x≠0,△=0△≠0不同时 同地不同时Ax=0,A≠0△t≠0不同时 同地同时△x=0,A=0△t′=0同时 不同时 Ax≠=0,A≠0△t≠0不同时 不同地 △x≠0.△t≠0 △t′=0 同时 △t=△x

第十四章 相对论 8 2 2 1 Δ Δ Δ −  −  = x c t t v S 系 S’系 同时不同地 Δx t  = 0,Δ 0 Δt  0 不同时 同地不同时 Δx t =  0,Δ 0 Δt  0 不同时 同地同时 Δx t = = 0 ,Δ 0 Δt = 0 同时 不同时 不同地 Δx t   0,Δ 0 2 Δx t 0,Δ 0 t x c    =  v/ Δt  0 不同时 Δt = 0 同时 三、狭义相对论的运动学观点 1、同时的相对性 不同的惯性系各有自己的同时性, 并且所有的惯性系都是平等的

匚第干四章相对论 2、空间间隔的相对性一长度的收缩 1=l√1-B2,b0-固有长度 3、时间间隔的相对性--时间的延缓 ∠t=∠1t/ √h-B2,Mn--有时间

第十四章 相对论 9 2、空间间隔的相对性 ----长度的收缩 2 l l l = − − − 0 0 1 ,  固有长度 3、时间间隔的相对性----时间的延缓 2 0 0     t t t = − − − / 1 , 固有时间 习 题 课

第十四章相对论 四、米义相对论的动力学观点 1、相对论质量 m=m/y1-2,mn--静止质量 2、相对论动量 p=m=mn/√1-B2 3、相对论能量 E=m2=mn2/h-B2,mxc静止能量

第十四章 相对论 10 习 题 课 四、狭义相对论的动力学观点 1、相对论质量 2 0 0 m m m = − − − / 1 ,  静止质量 2 0 p mv m v = = − / 1  2、相对论动量 3、相对论能量 2 2 2 2 0 0 E mc m c m c = = − / 1  , 静止能量

匚第干四章相对论 3、相对论动能 E=E-E=mc-mc 4、关系 E=PLcs

第十四章 相对论 11 习 题 课 3、相对论动能 2 2 E E E mc m c k = − = − 0 0 4、关系： 2 2 2 2 4 E p c m c = + 0