《电动力学第三版》chapter6_2相对论的基本的 原理 洛伦兹变换.pptVIP

第六章 狭义相对论;内 容 概 要; 自然的设计是对称的，不仅力学规律在所有的惯性系中有相同的数学形式，所有的物理规律都应与惯性系的选择无关. ;(1) 狭义相对性原理：;(2) 光速不变原理：;如图，设有一光源和一些接收仪器,我们在惯性系?观察闪光的发射和接收. 取光源发出闪光时刻所在点为?的原点O. 在?上观察，1 s之后光波到达半径为c的球面上，这时处于球面上的一些接收器(图中的P1、P2和P等)同时接收到光信号. 这球面是一个波阵面. ; 再考察在另一惯性参考系?′上对所发生的物理事件是怎样描述的. 设?′相对于?以速度v沿x轴方向运动, 并取光源发光时刻所在点为的原点O′. 即在光源发光时刻，两参考系?和?′的原点O和O′重合. 当接收器接收到光波时， O′已经离开O. 如图，当P1接收到信号时，O′距 P1较近,而距P2 较远. 但由于?′上所测量的光速仍然是c，因此?′上的观察者必然认为，光波到达P1的时刻早于到达P2的时刻. ; 从这例子可以看出，光速不变性所导致的时空概念是和经典时空观有深刻矛盾的. 所有最基本的时空概念，如同时性、距离、时间、速度等都要根据新的实验事实重新加以探讨. 相对论的一个主要内容就是关于时空的理论. ;3. 间隔不变性;由光速不变性对时空变换的限制：;两事件(x1, y1, z1, t1)与(x2, y2, z2, t2)的间隔为;注意：;解: 两参考系上观察到的物理过程如图所示. 在?′上观察，闪光发出和接收之间的时间为;在?上观察,设闪光发出和接收之间的时间为?t，在这时间内，光源已运动了?x= v?t . 光信号传播的路程为;得?2(v)=1 ,再由变换的连续性应有?(v)=1 ,因此 .