东南大学：《物理学》课程PPT教学课件（第五版）第十四章 相对论（14.1）伽利略变换式 牛顿的绝对时空观

物理学 14-1伽利略变换式牛顿的绝对时空观 第五版 伽利略变换式 经典力学的相对性原理 S紧系相对于S系以匀速沿X轴运动,观 察两参照系中同一事件的时空关系。 y sty S P(x,)当t=!=0 ut (x',y,z) O与O重合 0 第十四章相对论

第十四章 相对论 物 第 理 五版 学 14-1 伽利略变换式 牛顿的绝对时空观 1 x x' y y' v  o o' z z' s s' * ( ' , ' , ') ( , , ) x y z P x y z x vt x' z z' y y' 系相对于 系以匀速沿 轴运动，观 察两参照系中同一事件的时空关系。 S S X

物理学 14-1伽利略变换式牛顿的绝对时空观 第五版 则 其后任意时刻t=t(x=x-0t 位置坐标变换关系 Z =Z y sty S kP(x,y,z) ut (x',y,z) 0 第十四章相对论

第十四章 相对论 物 第 理 五版 学 14-1 伽利略变换式 牛顿的绝对时空观 2 x x' y y' v  o o' z z' s s' * ( ' , ' , ') ( , , ) x y z P x y z x vt x' z z' y y

物理学 14-1伽利略变换式牛顿的绝对时空观 第五版 =.-7 x 速度变换公式 y sty S kP(x,y,z) ut (x',y,z) 0 第十四章相对论

第十四章 相对论 物 第 理 五版 学 14-1 伽利略变换式 牛顿的绝对时空观 3 u  x ux v uy  uy  z z u   u 速度变换公式 x x' y y' v  o o' z z' s s' * ( ' , ' , ') ( , , ) x y z P x y z x vt x' z z' y y

物理学 14-1伽利略变换式牛顿的绝对时空观 第五版 加速度变换s|ys"y YP(x,y, z) ut (x",y',x') 0 a=dF=ma4F=md′ 在两相互作匀速直线运动的惯性系中, 牛顿运动定律具有相同的形式 第十四章相对论

第十四章 相对论 物 第 理 五版 学 14-1 伽利略变换式 牛顿的绝对时空观 4 z z a   a y y a   a ax  ax  加速度变换 a  a    F ma    F  ma    在两相互作匀速直线运动的惯性系中, 牛顿运动定律具有相同的形式. x x' y y' v  o o' z z' s s' * ( ' , ' , ') ( , , ) x y z P x y z x vt x' z z' y y

物理学 14-1伽利略变换式牛顿的绝对时空观 第五版 经典力学时空观 绝对空间:空间与运动无关,空间绝对 静止.空间的度量与惯性系无关,绝对 不变 绝对时间:时间均匀流逝,与物质运动 无关,所有惯性系有统一的时间 第十四章相对论

第十四章 相对论 物 第 理 五版 学 14-1 伽利略变换式 牛顿的绝对时空观 5 二 经典力学时空观 绝对空间:空间与运动无关,空间绝对 静止. 空间的度量与惯性系无关,绝对 不变． 绝对时间: 时间均匀流逝,与物质运动 无关,所有惯性系有统一的时间

物理学 14-1伽利略变换式牛顿的绝对时空观 第五版 牛顿的绝对时空观 牛顿力学的相对性原理 注意 牛顿力学的相对性原理,在宏观、 低速的范围内,是与实验结果相一致的 但在高速运动情况下则不适用 第十四章相对论

第十四章 相对论 物 第 理 五版 学 14-1 伽利略变换式 牛顿的绝对时空观 6 牛顿的绝对时空观 牛顿力学的相对性原理 注 意 牛顿力学的相对性原理, 在宏观、 低速的范围内,是与实验结果相一致的. 但在高速运动情况下则不适用

物理学 14-1伽利略变换式牛顿的绝对时空观 第五版 对电磁现象的研究表明: 电磁现象所遵从的麦克斯韦方程组 不服从伽利略变换 真空中的光速 yy c′=c±乙? 第十四章相对论

第十四章 相对论 物 第 理 五版 学 14-1 伽利略变换式 牛顿的绝对时空观 7 对电磁现象的研究表明: 电磁现象所遵从的麦克斯韦方程组 不服从伽利略变换. 真空中的光速 v?    c   c  x x' y y' v  o o' z z' s s' c 

物理学 14-1伽利略变换式牛顿的绝对时空观 第五版 例试计算球被投出前后的瞬间,所发 出的光波达到观察者所需时间 根 ty-C 据 d 伽 利 球投出前球 Ay C 略投 C+0 C+0 换后 lAt s m 第十四章相对论

第十四章 相对论 物 第 理 五版 学 14-1 伽利略变换式 牛顿的绝对时空观 8 试计算球被投出前后的瞬间，所发 出的光波达到观察者所需时间. 球 投 出 前 c  d c d t1  1 2 t  t  v   c d t2 球 投 出 后 v   c  v  ( 根 据 伽 利 略 变 换 ) 例

物理学 14-1伽利略变换式牛顿的绝对时空观 第五版 结果:观察者先看到投出后的球, 后看到投出前的球 根MM 据|出 d 伽 前 Ay C 利 球 略投 C+0 C+0 换后 △t,>△t 第十四章相对论

第十四章 相对论 物 第 理 五版 学 14-1 伽利略变换式 牛顿的绝对时空观 9 观察者先看到投出后的球， 后看到投出前的球. 结果: 球 投 出 前 c  d c d t1  1 2 t  t  v   c d t2 球 投 出 后 v   c  v  ( 根 据 伽 利 略 变 换 )

物理学 14-1伽利略变换式牛顿的绝对时空观 第五版 公元1054年,人们发现天上出现了 颗“客星”,其耀眼的光芒,用肉眼在白 天也看得见史书记载它在天空中停留了 22个月,产生了著名的金牛座蟹状星云 物质飞散速度=1500km/s Mc+u BWC1=5000%年 eteeeeee 第十四章相对论 10

第十四章 相对论 物 第 理 五版 学 14-1 伽利略变换式 牛顿的绝对时空观 10 c l = 5000 光年  v   c  物质飞散速度 v  1500km/s A B 公元1054年,人们发现天上出现了一 颗“客星” ,其耀眼的光芒,用肉眼在白 天也看得见.史书记载它在天空中停留了 22个月 ,产生了著名的金牛座蟹状星云