03经典时空观及其局限性.pptVIP

一、 惯性参考系 二、 伽利略变换和经典时空观念 六、相对论的时空观 1.同时的相对性 v v 设地面为S系，S′系固定于以速度v运动的车厢 说明同时具有相对性，时间的量度是相对的 . 和光速不变紧密联系在一起的是：在某一惯性系中同时发生的两个事件，在相对于此惯性系运动的另一惯性系中观察，并不一定是同时发生的 . 事件 1 ：车厢后壁接收器接收到光信号. 事件 2 ：车厢前壁接收器接收到光信号. S′系的钟 S系的钟 在S′系中同时不同地发生两事件 讨论： (1)沿两个惯性系运动方向，不同地点发生的两个事件，在其中一个惯性系中是同时的， 在另一惯性系中观察则不同时，所以同时具有相对意义 . 在S系 (3)在S′中 可为任意值.若 大于零， 可大于、小于或等于零.则两个独立事件的时间顺序在不同惯性系可颠倒，但对有因果关系的事件，不应颠倒. (2)在一惯性系同时同地发生的两事件，在另一惯性系是同时的. 在S系 在 系同时同地发生的两事件 2.长度收缩（洛仑兹收缩） 尺子相对S′系静止 固有长度l0—观察者相对物体静止时所测得的长度。 S′系测得尺的长度： S系测得尺的长度： o x y z v o′ z′ y′ x′ 在相对运动的参考系中测量两个事件要求 由 长度收缩公式： 讨论： (1)长度测量与物体相对观察者的运动有关，长度收缩是一种相对效应。运动物体在运动方向长度收缩（洛仑兹收缩），垂直运动方向长度不收缩. (3)长度收缩也适于某惯性系两固定点间距离的测量. (2)当vc时， 长度收缩可以忽略。 例 第二宇宙速度：v=11.2?103m/s则 即 时 , 运 动 的 钟 走 得 慢 3.时间的延缓 系同一地点B 发生两事件 发射一光信号 接受一光信号 时间间隔 B 固有时间 ：同一地点发生的两事件的时间间隔 . 在S系中观测两事件 讨论： (1)ΔtΔt0，即S系的钟纪录S′系某一地点发生的两事件的时间间隔比S′系的钟纪录该两事件的时间间隔要长，可以说，运动的时钟走慢了，也称为时间延缓。同样，从S′系看S系的钟也走慢了. (2)只有在相对运动速度接近于光速时，时间延缓效 应才明显.当vc时，Δt≈Δt0，时间延缓效应可以忽略. (3)时间的流逝不是绝对的，运动将改变时间的进程。（例如新陈代谢、放射性的衰变、寿命等.） 狭义相对论的时空观： 两个事件在不同的惯性系看来，它们的空间关 系是相对的，时间关系也是相对的，时间和空间的 量度与参考系的选择有关。也就是说时间、空间和 运动三者之间紧密联系，是不可分割的一个整体。 光速C是建立不同惯性系间时空变换的纽带。 * * * * 第一章 质点运动 时间 空间 1-1 质点运动的描述之一 1-2 质点运动的描述之二 1-3 经典时空观及其局限性 1-4 相对论时空观 1-3 经典时空观及其局限性 爱因斯坦 20世纪最伟大的物理学家。他于1905年和1915年先后创立了狭义相对论和广义相对论, 于1905年提出了光量子假设,并于1916年被密立根的光电效应实验所证实。为此他在1921年获得了诺贝尔物理学奖 。 Albert Einstein (1879–1955) 年轻时的爱因斯坦 爱因斯坦 在量子理论方面他有很多重要的贡献。1906年用量子理论说明固体热容与温度的关系；1916年提出自激发射和受激发射的概念；1917年开创了宇宙学研究新纪元，并于1946年后发展为宇宙大爆炸理论；1925年以后一直不懈地致力于统一场论的研究工作。 Albert Einstein (1879–1955) 爱因斯坦像 爱因斯坦(1879-1955)简介 爱因斯坦于1879年3月14日出生在德国，1900年毕业于瑞士苏黎世工业大学，1901年入瑞士国籍。后在伯尔尼的瑞士专利局任审查员，1905年接连发表了四篇重要论文`，建立了狭义相对论并奠定了量子物理学的基础。1914年到柏林普鲁士科学院任职并于1916年建立广义相对论。1933年希特勒执政后，他受美国普林顿大学邀请赴美并取得美国国籍，晚年主要精力集中在统一场论的研究上。1955年4月18日去世。爱因斯坦是人类历史上最具创造性的人物之一，在人类对宇宙认识的贡献上是无与匹敌的。 2. 车厢参考系： 小球加速度为 小球静止，因此小球的加速度为零，而它受的合力为零，这符合牛顿第二定律. 相对于作加速运动的车厢参考系，牛顿第二定律不再成立. 在车厢中光滑桌面上有一