《b狭义相对论》ppt课件

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1、近代物理部分引言17世纪至19世纪，物理学经历了三次大的综合:第一次是牛顿力学体系的建立—经典力学第三次是麦克斯韦的电磁理论的建立—经典电磁理论第二次是热力学定律、能量守恒定律—热力学、经典统计力学海王星的发现（1846在Leverrier“笔尖下看到”）各种物质运动形式可以相互转化，而且有定量关系气体动理论是用牛顿理论研究大量微观分子的运动大至日月星辰，小至分子原子，无不为牛顿理论所包罗描述世俗物体和天体的运动规律的统一理论把电学、磁学和光学合成一体电磁理论成功解释了波动光学19世纪末，人们感到经典物理似乎可以解决所有问题。1887年的迈克耳逊—莫雷实验的“零结果”1900年瑞利和金斯用经典

2、的能量均分定理说明黑体辐射问题，出现了所谓的“紫外灾难”热和光的动力学理论上空的“两朵小乌云”。“物理学的大厦已基本建成，后辈物理学家只要做些修补工作就行了。”1900年，英国物理学家威廉·汤姆逊(Kelvin)在新世纪的祝词中说道：“Thebeautyandclearnessofthedynamicaltheory,whichassertsheatandlighttobemodesofmotion,isatpresentobscuredbytwoclouds.”1896年贝克勒尔发现放射性现象，说明原子不是物质的基本单元，原子是可分的。近代物理（20世纪）包括：人类跨入20世纪的时候，物理学

3、迎来了新纪元—从经典物理走向了近代物理。Michelson－Morley实验相对论黑体辐射量子论▲相对论◆狭义相对论(SpecialRelativity)（1905）研究:惯性系中物理规律及其变换揭示:时间、空间和运动的关系◆广义相对论(GeneralRelativity)（1915-1916）研究:非惯性系中物理规律及其变换揭示:时间、空间与引力的关系1892年G.F.Fitzgerald和H.A.Lorentz独立提出运动长度收缩的概念。关于狭义相对论的主要的工作1899年H.A.Lorentz从“以太”论出发，导出了Lorentz变换。1904年庞加莱提出物体质量随运动速度增加而增加

4、，极限速度为光速c。1905年爱因斯坦«论动体的电动力学»给出相对论的物理基础。爱因斯坦的预言，其它人甚至都没想象过。1925Heisenberg矩阵力学◆量子力学的建立：（崭新概念）量子力学原子、分子、原子核、固体量子电动力学（QED）电磁场量子场论原子核和粒子◆量子力学的进一步发展：1924deBroglie电子具有波动性1928Dirac相对论波动方程1927Davisson，G.P.Thomson电子衍射实验1926Schroedinger波动方程▲量子力学◆旧量子论的形成：（冲破经典－量子假说）1900Planck振子能量量子化1905Einstein电磁辐射能量量子化1913

5、N.Bohr原子能量量子化狭义相对论（SpecialRelativity）AlbertEinstein（1879—1955）德裔美国科学家1921年因光电效应的解释获诺贝尔物理奖人只有献身于社会，才能找出那短暂而有风险的生命的意义。-----爱因斯坦早期对布朗运动的研究1905年创建狭义相对论1916年创建广义相对论1906年用量子理论说明了固体热容与温度的关系1912年用光量子概念建立了光化学定律1916年提出自激发射和受激发射的概念，为激光出现奠定基础1924年提出了量子统计方法--玻色-爱因斯坦统计法。用广义相对论研究整个宇宙的时空结构大统一理论的提出§1牛顿相对性原理和伽利略变换§2伽

6、利略变换的困难，迈克尔逊－莫雷实验§3狭义相对论的基本原理洛仑兹变换§4狭义相对论的时空观§5相对论的质量和动量§6狭义相对论力学的基本方程§7相对论能量§8相对论动量—能量关系本章目录经典力学狭义相对论牛顿的时空观爱因斯坦的时空观牛顿的相对性原理伽利略变换相对性原理、光速不变原理革命性的洛仑兹变换运动学效应时间膨胀长度收缩重新认识运动与时空的概念包括两个方面：1.物理规律与参考系无关－－相对性原理2.在两个参考系中对同一事件的描述有所不同，之间存在一个变换关系－－变换式甲君以我为标准：甲君说：头朝上乙君也说：头朝上乙君问题是：甲君看乙君，大头朝下！如：什么是上？下？用科学的语言来表述万有引力

7、定律：下：指向地心相对性原理的核心：物理规律是客观存在的，与参考系无关。没有特殊的参考系，即参考系平权。平权就是各向同性，就是对称性。从哥白尼到爱因斯坦---参考系的选择从哥白尼的日心说到爱因斯坦的广义相对论的过程，是人们逐步摆脱以自我为核心的过程。纪念哥白尼诞辰500周年学术会的标题牛顿的相对性原理狭义相对性原理广义相对性原理适用范围惯性系宏观低速惯性系所有参考系逐渐深化的过程§1牛顿的相对性