电动力学课件6b

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1、M2l22ul1O地球系以太风1
Mv1对光线（1））：）：O®M1®OPl1l12l11t1=+=22Mcvcv+-c1-vc/2对光线（2）2l2l2l1222O®M2®Ot2===vtuc2-v2c1-vc2/22设l»l»l122l2ld=cDtDt=t-t=-12122v1vc(1-)2c(1-)22cc仪器转动p/22l2lDt¢=t¢-t¢=-21v2v21d=cDt¢2c(1-)c(1-)222cc引起干涉条v2纹的移动：光程差Dd=d-d»2l(v<

2、81年1881年年迈克耳逊第一次实年迈克耳逊第一次实迈克耳逊干涉仪精度可观测到验验，验，，预期，预期DN=0.040.010.01个条纹的移动0.01个条纹的移动。18871887年1887年年迈克耳逊和莫雷改年迈克耳逊和莫雷改实验结果DN===0进实验，，预期，预期DN=0.4该实验被认为是狭义相对论的主要实验支柱之一。迈克耳逊——莫雷实验的零结果，，说明了，说明了“以太”本身不存在。19071907年迈克耳逊1907年迈克耳逊因创制精密光学仪器而获得诺贝尔物理学奖三三对实验结果的几种解释三对实验结果的几种解释111、1、、地球相对以太静止论、地球相对

3、以太静止论地球为绝对参照系，，光速在地球上恒为，，光速在地球上恒为，光速在地球上恒为CCCCCC且各向同性。。这。。这。这样显然光程差为零，，在地球上实验条纹不移动，，在地球上实验条纹不移动，在地球上实验条纹不移动。。但此解释必然。。但此解释必然。但此解释必然得出地球是宇宙中心的结论，，同时太阳光在地球周围各向同，，同时太阳光在地球周围各向同，同时太阳光在地球周围各向同性性，性性，性，，但太阳相对地球运动，，但太阳相对地球运动，但太阳相对地球运动，，仍不符合经典速度合成，，仍不符合经典速度合成，仍不符合经典速度合成。222222、、收缩假定收缩假定（（1

4、8921892年洛仑兹年洛仑兹——斐兹杰惹斐兹杰惹））假定认为沿相对以太运动方向上物体长度收缩为l1-vc22则在地球上观测，，光沿，光沿MMM时间：12222l1-vcl1-vc2lc111t=+=1cv-cv+1-vc22沿MMM无收缩：t2lc22(l2-l1)c22d1=22221-vc1-vc2lc2lc同同理同理理：理：t¢=2,t¢=12(l1-l2)c122222d2=1-vc1-vc221-vc因此d=d-d=021洛仑兹在此基础上建立了一套惯性系间的变换关系，，可证明麦，，可证明麦，可证明麦克斯韦方程在此变换下不变。。但他没有突破经典

5、时空观。。但他没有突破经典时空观。但他没有突破经典时空观，，没有，，没有，没有建立相对论，，并对自己结果持怀疑态度，，并对自己结果持怀疑态度，并对自己结果持怀疑态度。。长度为什么会收缩。。长度为什么会收缩。长度为什么会收缩，长度定义是什么，，变换中时间的意义是什么，，变换中时间的意义是什么，变换中时间的意义是什么……？第二节狭义相对论的基本原理洛仑兹变换一基本原理（（两个公理（两个公理）111111相对性原理相对性原理（（relativityprinciplerelativityprinciple））核心问题一切物理定律在所有的惯性系中都具有相同形式；一

6、切惯性系都等价，，不存在特殊的绝对的惯性系，不存在特殊的绝对的惯性系。222222光速不变原理光速不变原理(((principleofconstancyoflightvelocity)真空中光速相对任何惯性系沿任何一个方向大小恒为CCC，C，，且，且与光源运动速度无关。c===299792458m/s⑴⑴它否定了伽利略变换⑴它否定了伽利略变换，，即否定了经典时空观，即否定了经典时空观。。⑵。⑵⑵光的⑵光的速度大小与参照系无关，，但方向在不同参照系中可以不，但方向在不同参照系中可以不同同。同。。⑶。⑶⑶光速数值不变⑶光速数值不变，，则不同参照系中时间，则不

7、同参照系中时间、、空间、空间、、尺度、尺度要发生关系。光速不变将导致同时的相对性按经典理论按经典理论，，在一个参考系中同时发生的两件，，，在一个参考系中同时发生的两件，在一个参考系中同时发生的两件在一个参考系中同时发生的两件事事，事事事，事，，在另一系中仍为同时发生，，，在另一系中仍为同时发生，在另一系中仍为同时发生在另一系中仍为同时发生。。但按相对论理论。。。但按相对论理论。但按相对论理论但按相对论理论，，同时具有相对性同时具有相对性，，即在另一系中可能不同时发生，，，即在另一系中可能不同时发生，即在另一系中可能不同时发生即在另一系中可能不同时发生。S

8、¢Σ’系观测SvAAAAAA与BBBBBB同时AB收到光信CC号l=2CΣ系观