第三章、时间与空间的修正201110.pptVIP

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 5、速度合成4 3.5相对论中的质量和动量 随着空间观的发展，洛仑兹变换代替了伽利略变换，而在洛仑兹变换下，牛顿第二定律不可能对任意惯性系都成立。事实上，由洛仑兹变换　　　　 立即可以看出。因此说，牛顿运动定律不遵守爱因斯坦相对性原理，因而不是物理学的普通规律．必须加以改造． 相对论中的质量和动量 牛顿时空观下得牛顿第一、第二运动定律表述： (1)在没有力作用对，物体沿直线作匀速运动； (2)在有力作用时．物体将这样改变它的运动状态，使得 　　　 即力的冲量等于物体动量的改变。 相对论中的质量和动量 下述新的质量和动量的定义，牛顿方程就可以与相对论原理相一致，即， ，其中，m0称之为质点的静止质量，它表示质点静止时的质量。牛顿认为他的质点所具有的正是这个质量m0。为了得到相对论质量，将静止质量除以在相对论中到处都可以遇见的乘数。 ６、相对论中的质量和动量 牛顿方程 (1)如果没有力作用于匀速运动着的物体，则物体继续作匀速运动。 (2) ，　　　　　 　　 这里 质量与能量之间的相对论关系 质量与能量之间的相对论关系 但当　　　　时， 　　　　　　 故有， 对于非相对论的情况 如果没有力作用于质点，它的动能就等于质点的全部能量： 质量与能量之间的相对论关系 质点运动时的总能量 ９、计入相对论效应的电子运动 磁场中的电子 计入相对论效应的电子运动 最大速度 对于相对论情况，在不变的力的作用下．粒子的动量和能量将不断增长，从而使粒子速度却不可能超过c 五、广义相对论(爱因斯坦引力理论) a=F/m(数值) １、等效性原理 １、等效性原理2 １、等效性原理3 证明一：光束的弯曲 证明二：红移 光子由能量和频率描述E=hν，而c=λν。 能量与质量间的关系是E=mc2 证明三：水星近日点的进动 1033’20” 1032’37” 43” 2011诺贝尔物理学奖解读：破解宇宙命运之谜 超新星的研究 超新星遗迹Cas A 这是Perlmutter 等人1998年发表的超新星哈勃图的纵坐标，横坐标是红移，上面一图是星等（越暗星等越大），几条曲线是不同宇宙学理论的预言。下面图则是与理论的偏离。 为什么要研究超新星？ 宇宙常数的来由 宇宙的新标尺-超新星 白矮星爆炸 白矮星会通过引力，从它的伴星身上窃取气体。 当白矮星超过1.4倍太阳质量，它就会爆炸，变成一颗Ia型超新星 超新星的观测 SCP组演示如何通过比较法找超新星的图 暗物质、暗能量 宇宙在膨胀 从现在到永远 宇宙加速膨胀在1998年12月被《科学》杂志评为“年度科学突破”。在那期《科学》杂志的封面上，爱因斯坦注视着他的宇宙学常数，这个参数又回到了宇宙学的研究前沿。 * * * * * * * * 3.3.4在互相匀速运动着的参照系中空间间隔和时间间隔3 3.3.4在互相匀速运动着的参照系中空间间隔和时间间隔4 3.3.4在互相匀速运动着的参照系中空间间隔和时间间隔5 让我们来讨论这些变换的更一般形式，x’, t’和x，t之间的线性关系有： 对于伽利略变换: 爱因斯坦寻找这样的解，使x’/t’和x/t都等于c。 3.3.4在互相匀速运动着的参照系中空间间隔和时间间隔6 3.3.4在互相匀速运动着的参照系中空间间隔和时间间隔7 当 逆洛论兹变换 3.3.4在互相匀速运动着的参照系中空间间隔和时间间隔8 （１）在洛论兹变化中空间和时间是密切相关的． (2)　当ｖ＞ｃ时， 为虚数，洛仑兹变换失去意义，这一事实表明两惯性参考系的相对速度ｖ只能小于光速ｃ． (3)　ｖ＜＜ｃ时，洛仑兹变换蜕变为伽利略变换。 时间和空间的修正小结 非相对论：运动系与静止系之间的时间间隔和空间间隔是一样的。 伽利略变换－－动系与静系 相对论：使得动系与静系之间的时间间隔和空间间隔不同。修正了动系中的时间间隔和空间间隔的定义。它的时间间隔和空间间隔与参照系速度运动相关。洛论兹变换－－动系与静系。 3.4.相对论的讨论3.4.1同时的相对性 例如有两个闪电正好击中一列向东行使的列车的车头和车尾（对地面上的观察都而言），而位于列车中间的旅客则是不是同时测量到两个闪电的呢？ 1、同时的相对性２ Δt＝０，Δx≠０。在列车上位于列车中间的乘客测量车尾的闪电时间是ｔ１‘ ，测量车头的