最新[物理]狭义相对论基础ppt课件.ppt

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1、[物理]狭义相对论基础则或上两组公式为伽利略变换公式。将伽利略公式对时间求导，得上两组公式为伽利略速度变换公式。z=z't=t'x=x'+vt'y=y'z'=zt'=tx'=x–vty'=y将伽利略公式对时间求二阶导数，得结论：同一物体的加速度在不同惯性系中的测量结果是相同的。经典力学中有，即，且认为不同惯性系中对同一力的测量结果也是相同的（2）时钟推迟在S′系中,发出光脉冲和接收光脉冲是两个同地异时事件，时间间隔为（1）于是在系中，由光速不变原理，有则s而与比较,得(1)式两个事件所经历的时间间隔是相对的，在同一地点相继发生的两个事件的惯性系中所测得的时间间隔最短。（2）钟慢效应

2、的动画演示。图3（3）长度缩短（尺缩效应）图1(3)入射段：反射段：图2（4）由,得(2)式于是有得（5）空间间隔（或称物体长度）是相对的,和物体一起运动的惯性系中测得的长度最长,而与物体相对运动的惯性系中测得的长度就短些,即运动物体沿其运动方向的长度变短了。尺缩效应动画6.4洛仑兹变换相对论时空观的再讨论两个惯性系S和S′,因二者只沿x方向有相对运动,所以.PVxx′yy′zz′oo′Vt.A从S'系看　　　，从S系看6.4.1洛仑兹变换另外，从S系看有（1）但从S'系看带入（1）式，有（2）式中洛仑兹变换(3)（3）式的逆变换（4）（1）同时的相对性6.4.2相对论时空观的再讨

3、论注意：必有：狭义相对论认为，任何物体的速度不能超过真空中的光速。在S'系看在S系看，由洛仑兹变换（5）1933（6）若两个事件在某一系为同时异地事件，那么由洛仑兹变换知，在其它系中这两个事件就一定不是同时事件，这就是同时的相对性。（2）运动时钟的推迟S'系：S系：由,得(5)式(7)两事件的时间间隔是相对的，以发生在同一地点的惯性系内测得的为最短。（3）物体在运动方向上长度的缩短由洛仑兹变换（8）由（8）式，得物体长度是相对的，在相对于物体静止的惯性系中所测得的长度最长。固有长度运动长度例1在S系中的X轴上相隔为Δx处有两只同步的钟A和B，读数相同，在S′系的X′轴上也有一只同样

4、的钟A′，若S′系相对于S系的运动速度为v，沿X轴方向，且当A′与A相遇时，刚好两钟的读数均为零。那么，当A′钟与B钟相遇时，在S系中B钟的读数是多少？此时在S′系中A′钟的读数是多少？解：在S系中B钟的读数是：t2′(=t2′–t1′)=Δt′t2(=t2–t1)=Δt=在S′系中A′钟的读数是：6.4.3洛仑兹速度变换系：P（10）（11）当，则，反之亦然。说明光在任何惯性系中的速度都是C。系：系：洛仑兹速度变换法则●时,上式即变为伽利略速度变换式。例2在地面上测到两个飞船a、b分别以+0.9c和-0.9c的速度沿相反的方向飞行。求飞船a相对于飞船b的速度有多大。yx0.9c0

5、.9cabyx解:选飞船b为系，地面为参考系,则飞船a相对于系的速度按题意为。由速度变换法则可求得飞船a对系的速度、亦即相对于飞船b的速度。如用伽里略速度变换进行计算，结果为：系相对于系的运动速度相对论给出

6、为S系,乙为S'系,乙对甲的运动速度为v，由洛仑兹变换可知乙所测得的这两个事件的时间间隔是按题意，代入已知数据，有012=¢-¢tt由此解得由洛仑兹变换可知乙测得的这两个事件的空间间隔是6.4.4因果性问题设，如果要求，条件是即但m不是恒量，m=m(v)，即。6.5相对论动力学基础6.5.1相对论质量和动量的定义在相对论中，动量仍定义为据速度变换公式有B在s系中的速率为（1）（2）质量守恒（3）（4）（5）整理，得(1)式（5）式代入（4）式消去得（6）静止质量,相对论质量01关系曲线◆在不同的参照系中m不同。◆◆当，，当，，说明光速是物体运动速度的极限。◆当v＜＜c时，mmo。≈

7、6.5.2相对论中的能量质点在外力作用下做加速直线运动，由静止开始运动到速率为v时，动能的增量等于外力所做的功。即将式取全微分，得：整理代入式◆v＜＜c时,所以上式为物体以速率运动时的相对论动能。v定义：质点的总能量质点的静止能量例4一物体的动能是静止能量的n倍，问相对论质量是静止质量的几倍？解：6.5.3能量与动量的关系由两式平方，联立消去v，可得注意：对于光子:v=c,静止质量为零,E=pc。即得质点的总能量与动量的关系其他静止质量为零的粒子有中微子、引力子。光子