相对论2 [自动保存的

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1、1真空中的光速是常量，沿各个方向都等于c，与光源或观测者的运动状态无关.1相对性原理物理定律在所有惯性系中都具有相同的表达形式.2光速不变原理狭义相对论的基本原理2正变换逆变换洛伦兹坐标变换式已知:求:已知:求:3正变换逆变换洛仑兹坐标间隔变换已知:求:已知:求:4注意1）时,转换为伽利略变换式.2)时间(t)与空间(x)有关,三维空间和一维时间彼此相互联系3)时间(t)与速度(u)有关，不是独立于运动之外时间.4)若u>c,洛伦兹变换无意义光速是一切物质运动速度(包括相互作用传播速度)的最大极限!5在狭义相对论中运动学问题的思路如下：1

2、.确定两个做相对运动的惯性参照系；2.确定所讨论的两个事件；3.分别在两个参照系中表示两个事件的时空坐标或其时空间隔；4.用洛仑兹变换讨论。有些情况很难判断哪一个是原长，哪一个是原时，这时可根据洛仑兹变换公式来计算！（异地）同时性的相对性运动的时钟变慢运动的尺子缩短爱因斯坦时空观小结:原时一定是在某坐标系中同一地点发生的两个事件的时间间隔；原时最短注意原长一定是物体相对某参照系静止时两端的空间间隔。原长最长。71一短跑选手，在地球上以10s的时间跑完100m.在飞行速度为0.98c的飞船中的观测者来看，(1)跑道有多长?(2)这选手跑了多

3、长时间和多长距离？解(1)直接用长度缩短公式(2)？8(2)起跑是一个事件，到终点是另一个事件，这是在不同地点发生的两个事件．事件1事件2时间间隔测得长度解9与时间膨胀公式得到相同的结果，原因:这一条件不是任何时候都能满足的！但在地球这一有限空间内，是可以满足的，虽然这两事件并不同地，但可近似地套用时间膨胀公式.10空间间隔是负的.即S中看来，人是向后退(如在火车上看骑车人)S··x1x2··x2x1Su112.一艘宇宙飞船的船身固有长度为L0=90m，相对与地面以u=0.8c的匀速率在一观测站的上空飞过。问:(1)观测站测得

4、飞船通过观测站的时间间隔是多少?(2)宇航员测得船身通过观测站的时间间隔是多少?12.例3:静止的介子的平均寿命为2×10-6s,今在8km高空，介子的速度为0.998c,试从两个角度论证子有无可能到达地面。用经典时空观介子所走路程还没到达地面，就已经衰变了。例3:静止的介子的平均寿命为2×10-6s,今在8km高空，介子的速度为0.998c,试从两个角度论证子有无可能到达地面。介子（S’系）地面参考系S事件1出生事件2死亡时间间隔寿命距离间隔解法1:所以，有可能到达地面。16所以，有可能到达地面。解法2:地面参考系中粒子

5、寿命变长所以，有可能到达地面。解法3:粒子参考系中,粒子落地的飞行时间至少需要,当时有因果关系的事件，因果关系不因坐标系变化而改变。无因果关系的事件无所谓谁先谁后。超光速信号违反因果率。注意：这时两个时空点是用“信号”连接，因此x2-x1=v(t2-t1),v为传递速度，一定是小于光速的！19时序:两个事件发生的时间顺序。在S中：先开枪，后鸟死是否能发生先鸟死，后开枪？在S’中：由因果律联系的两事件的时序是不会颠倒的在S中：在S’中事件2子弹v事件1开枪鸟死204一列高速火车通过一个静长与其相等的隧道，地面上的观察者发现车头将出洞时在隧道

6、入口和出口同时出现雷击，列车能否躲过雷击？解：地面人认为:车长缩短,不会被雷击列车人认为:隧道缩短,会被雷击???对事实的描述可以是相对，但事实的结果是绝对的。BABA地面观察者:BA列车运动长度<隧道静止长度能躲过雷击!同时异地事件列车上观察者BA火车上的人员看到隧道短于火车自身的长度.车头到达A端与地面打雷为不同时两个事件AB地面遇雷击时火车尾前进的距离:BAB端受到雷击时火车的尾部已在隧道中了.尾部能躲过雷击!火车上看到车头到达A端与地面打雷的时间间隔:24结论:1.不同参考系,对运动过程的(时空)描述不同,是相对的.对列车:雷击不

7、同时！出口雷击在先,此时车头仍在隧道内;而入口雷击较迟,此时车尾又已进洞内.2.事实的结论是一致的.是绝对的!对地:雷击是同时异地事件,列车长度<隧道静止长度能躲过雷击!所以也能躲过雷击!25一、速度的定义同一参考系中坐标对时间的变化率S系：S'系：26洛伦兹速度变换式正变换逆变换271、当v=c时，得v=c与光速不变原理一致。2、当v

8、保持基本的守恒定律逻辑上的自洽力学量重新定义的准则：30力与动量质量的表达由力的定义式有：持续作用持续但的上限是cm随速率增大而增大与牛力形式相同所以质量必须是的形式31实验证明1）合理性（速