《大学物理》课程PPT教学课件（下册）第五篇 近代物理学基础 第十九章 狭义相对论基础 §19.1 伽利略变换 经典时空观 §19.2 洛仑兹变换 §19.3 狭义相对论时空观 §19.4 相对论动力学基础

第篇 近代物理学基础

第五篇 近代物理学基础

迈克尔逊 莫看实 热辐射实验 相对论 量子力学 高速领域 微观领域 经典物理 (宏观低速领域)

热辐射实验 迈克尔逊- 莫雷实验 相对论 量子力学 经典物理 高速领域 微观领域 (宏观低速领域)

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第19章 狭义相对论基础

狭义相对论:适用于惯性参照系 广义相对论推广到一般参照系 相对论从根本上改变了旧的经典 的时空观 经典理论:绝对时空观 伽利略变换 狭义相对论:相对性 洛仑兹变换

狭义相对论:适用于惯性参照系 广义相对论:推广到一般参照系 相对论从根本上改变了旧的经典 的时空观 经典理论: 绝对时空观 狭义相对论: 相对性 伽利略变换 洛仑兹变换

§19,伽利略变换经典时空观 伽利略垡标变换及经典时空观 1234

§19.1 伽利略变换 经典时空观

伽利略变换 1.伽利略坐标变换 S系↑y PS系 y, y ut 7,5 O,O重合时:t=t=0约定系统 S系:(x,y,z,1)S系:(x,y,x,t)

一、伽利略变换 1. 伽利略坐标变换 P ut x x  z，z  y, y  S系：( x , y , z ,t ) y z O x S系 O x y z u  S系 O,O重合时:t = t = 0 S系（: x  , y  ,z  ,t) 约定系统

x'sx-ut x=+ ut t=t t= t S系→>S'系 S'系→》S系 2.伽利略速度变换 dx' d(x-ut =0.-L dt dt dt o-u U=0+L U .=7

x  = x − ut y  = y z  = z t = t 2. 伽利略速度变换 x = x  + ut y = y  z = z  t = t t x ut d d( − ) = u t x = − d d t x x    = d d v v x = vx − u vy = vy  vz = vz  vx = v x + u vy vy =  vz vz =  = vx − u S系→ S系 S系→ S系

3.伽利略加速度变换 dd⑦ dt dt 经典力学的时空观绝对时空观 绝对的真实的和数学的时间自已流逝着, 并由于它的本性而均匀地、与任何外界现 象无关地流逝着。 绝对空间,就其本性而言,与外界任何事 物无关,而永远是相同的和不动的。 时间和空间彼此独立,时空的量度具有绝 对性,与参考系的选择无关

3. 伽利略加速度变换 ay = ay  az = az  t a x x     = d dv x x a t = = d dv 二、经典力学的时空观 时间和空间彼此独立，时空的量度具有绝 对性，与参考系的选择无关。 绝对的真实的和数学的时间自已流逝着， 并由于它的本性而均匀地、与任何外界现 象无关地流逝着。 绝对空间，就其本性而言，与外界任何事 物无关，而永远是相同的和不动的。 绝对时空观

讨论1.同时性是绝对的 y↑y OO o x 2.时间间隔的测量是绝对的 S系:△t=t2-t1 →△t=△t S系:△t=t2

2. 时间间隔的测量是绝对的 2 1 t = t − t 2 1 t = t − t t = t 1. 同时性是绝对的 1 2 t = t 1 2 t = t S'系： S系： 讨论 y x O y x O 1 x 2 x

3.空间间隔的测量是绝对的 长度:空间两点间距离 S系:l=x2-x1 x'sx-ut S系:=x2-x1=x2-xl 运动时必须两点同时测量 2 J

3. 空间间隔的测量是绝对的 y y S'系： S系： x2 x1 l = − = x2 − x1 x1 x2 x x y y 长度：空间两点间距离 运动时必须两点同时测量 x  = x − ut = l x1 x2 x2 x1 l =  −  x1 x2  