大学物理学系 6.pptVIP

第六章 狭义相对论基础;本章主要内容;第六章 狭义相对论基础;? 狭义相对论的产生背景;§6-1 Galileo相对性原理和Galileo变换;? Galileo相对性原理;? Galileo时空变换;Galileo变换是建立在经典时空观基础上的变换式：绝对空间、绝对时间、时空独立无关。;§6-2 Einstein相对性原理和光速不变;（1）相对性原理：一切物理定律在所有惯性系中的形式保持不变。;§6-3 Lorentz 变换;O;O;O;（4）用逆变换求;说明：? Galileo变换是Lorentz变换在低速极限下的近似。;§6-4 同时性的相对性;在惯性系 （车厢）中有两个事件：（1）光到达接收器 （2）光到达接收器;中两事件同时发生：;例题 甲乙两人所乘飞行器沿x轴作相对运动。甲测得两个事件的时空坐标为x1=6?104m ， y1=z1=0 ， t1=2 ?10-4 s ； x2=12 ?104m， y2=z2=0， t2=1 ?10-4 s，，如果乙测得这两个事件同时发生于t’ 时刻，问： （1）乙对于甲的运动速度是多少？ （2）乙所测得的两个事件的空间间隔是多少？;由此解得;事件1：;;§6-5 长度收缩和时间延缓;1.时间延缓;研究的问题是;原时: 在某惯性系中，同一地点先后发生的两个事件之间的时间间隔;记：;固有时间——同一地点先后发生的两事件的时间间隔。;如果有两只完全相同的钟：;? 运动惯性系中的周期和固有周期;例1 ?- 介子是一种不稳定的粒子，从它产生到它衰变为?- 介子经历的时间即为它的寿命，已测得静止?- 介子的平均寿命?0 = 2 ? 10-8s. 某加速器产生的?-介子以速率u =0.98c 相对实验室运动。;2.长度收缩;说明：? 长度收缩是同时性相对性所致。;? 运动物体的长度和固有长度。;同时闪电时，车正好在山洞里;车头到洞口，出现第一个闪电;u;高速行驶时看到周围世界的图像有什么变化呢？;例2;因此，在 S 系中火箭从地球飞径月球的时间为;例4;解法（一）：利用“固有时间最短、原长最长”;如果我们在S系考虑问题则;解法（二）：利用洛伦兹变换;地球;§6-6 相对论速度变换;系中物体的速度为：;如果 ，则 ，反之亦然。;[例1] 一飞船相对于地球以 的速率飞行，此时飞船沿（1）前进方向；（2）垂直于前进方向，发射一微型火箭，发射速率（相对于飞船）为 。求火箭相对于地球的运动速度。;§6-7 相对论质量;爱因斯坦: Einstein; 学习狭义相对论质点动力学，我们需要把经典物理中的一些概念形式及其理解扩充到狭义相对论，明白经典物理中的概念是粒子低速运动情况下的近似结果。; 经典物理中认为质量表示物体惯性的大小，与运动速度无关，事实上经典物理中一系列概念在相对论中面临重新定义，但是每个物理量重新定义都要受到限制，即;一、质量、动量 动力学基本方程;2. 动量;§6-8 相对论动能和能量-质量关系式;在相对性下：;说明：? 低速情况下：;结论：一定的质量对应于一定的总能量，即质量与总能量在量上是对应的。; ? 质量和能量仅仅是数量上的等当，并不表明质量和能量是同一概念。故质量和能量不能相互转化。; ? 静止能量的意义——物质的所有内能。;例： 氘核的聚合反应是一个连锁过程，每6个氘核为一组参加连锁的反应，生成稳定的原子核和中子：;解：动量守恒;§6-9 能量-动量关系式;能量-动量关系式：;例： 一个2.53MeV电子的总能量是多少？ 电子的动量是多少？;本章结束