3-1 伽利略变换和经典力学时空观

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1、那最神圣恒久而又日新月异的，那最使我们感到惊奇和敬畏的两件东西，是天上的星空和我们心中的道德率。——康德一个民族有一些关注天空的人，他们才有希望；一个民族只是关心脚下的事情，那是没有未来的。——温家宝神说，要有光，就有了光——《创世纪》第一章8/29/20211中南林业科技大学理学院物理教研室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.AlbertEinstein(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

2、学奖,他还在量子理论方面具有很多的重要的贡献.8/29/20212中南林业科技大学理学院物理教研室爱因斯坦:Einstein现代时空的创始人二十世纪的哥白尼8/29/20213中南林业科技大学理学院物理教研室8/29/20214中南林业科技大学理学院物理教研室斯蒂芬·霍金（右）在2006北京国际弦理论大会上8/29/20215中南林业科技大学理学院物理教研室王永久教授，1964年毕业于北京师范大学物理系，1985年晋升教授。研究方向为理论天体物理。在国内外一级刊物上发表论文一百余篇，被EI录用百余篇次。系列论文《Einstein引力场方程的严格解及应用》荣获国家

3、教委首批科技进步奖二等奖。曾于80年代严格地解决了时钟佯谬问题，得到国内外专家的承认，多次应邀出国讲学和参加学术会议（均作大会报告）。获得引力场方程的两个重要的严格解，国外称为WANG解（王氏解）。与合作者一起，两次荣获国际引力研究荣誉奖（美国），先后出版三部专著（《引力理论和引力效应》、《黑洞物理学》、《广义相对论和宇宙学》），均在60万字以上，得到国内外同行高度评价。现为国家级有突出贡献专家，博士生导师，中国引力与相对论天体物理学会副理事长，中国物理学会理事，湖南省物理学会理事长。8/29/20216中南林业科技大学理学院物理教研室一、伽利略变换、经典力学时

4、空观时间、长度、同时性和力学定律的形式是绝对的物体的坐标和速度是相对的坐标变换方程*坐标变换方程*8/29/20217中南林业科技大学理学院物理教研室经典时空观根据伽利略变换，我们可得出牛顿的绝对时空观，也称之为经典时空观。在S系内，米尺的长度为在S’系内，米尺的长度为利用伽利略变换式得结论：空间任意两点之间的距离对于任何的惯性系而言都是相等的，与惯性系的选择或观察者的相对运动无关。即：长度是“绝对的”，或称之为“绝对空间”。8/29/20218中南林业科技大学理学院物理教研室再有时间也与惯性系的选择或观察者的相对运动无关“绝对空间”、“绝对时间”和“绝对质量”

5、这三个概念的总和构成了经典力学的所谓“绝对时空观”：空间、时间和物质的质量与物质的运动无关而独立存在，空间永远是静止的、同一的，时间永远是均匀地流逝着的。8/29/20219中南林业科技大学理学院物理教研室如果把随惯性系而变的看成是“相对”的，那么经典力学中：时间、长度、质量“同时性”和力学定律的形式物体的坐标和速度“同一地点”是相对的是绝对的把不随惯性系而变的看成是“绝对”的，8/29/202110中南林业科技大学理学院物理教研室近代物理学发展表明：经典的、与物质运动无关的绝对时空观是错误的，并揭示出时间、空间与物质运动密切相关的相对性时空观；而力学相对性原理

6、则得到改造发展为物理学中更为普遍的相对性原理8/29/202111中南林业科技大学理学院物理教研室伽利略变换的困难1)电磁场方程组不服从伽利略变换2)光速c3)高速运动的粒子4）解释天文现象的困难速度变换法则加速度变换法则8/29/202112中南林业科技大学理学院物理教研室