第六狭义相对论.ppt

第1页，共13页，星期日，2025年，2月5日§1、引言(2)广义相对论(GeneralRelativity)1916年由爱因斯坦建立1、关于相对论(1)狭义相对论（SpecialRelativity)1905年由爱因斯坦建立第2页，共13页，星期日，2025年，2月5日爱因斯坦(Einstein)第3页，共13页，星期日，2025年，2月5日爱因斯坦20世纪最伟大的物理学家，1879年3月14日出生于德国乌尔姆，1900年毕业于瑞士苏黎世联邦工业大学。1905年，爱因斯坦在科学史上创造了史无前例的奇迹。这一年的3月到9月半年中，利用业余时间发表了6篇论文，在物理学3个领域作出了具有划时代意义的贡献—创建了光量子理论、狭义相对论和分子运动论。爱因斯坦在1915年到1917年的3年中，还在3个不同领域做出了历史性的杰出贡献—建成了广义相对论、辐射量子理论和现代科学的宇宙论。爱因斯坦获得1921年的诺贝尔物理学奖第4页，共13页，星期日，2025年，2月5日2、相对论建立的历史背景19世纪末期微观领域（电子、原子）?紫外灾难?量子力学宏观高速领域（电磁波）?以太之谜?相对论3、电磁现象与相对性原理Galileo相对性原理：任何惯性系均平等，没有一个惯性系更优越；或任何力学实验不能判别本参考系运动还是静止；或力学规律在所有惯性系中有相同的形式。（1）惯性系与Galileo相对性原理惯性系：牛顿定律成立的参考系第5页，共13页，星期日，2025年，2月5日（2）Galileo变换（旧时空观的反应）OxyzO’x’y’z’v12时间与空间分离，时间在宇宙中均匀流逝，空间好像一个容器。绝对的空间绝对的时间牛顿：绝对的、真的及数学的时间是自身在那里流逝，而因其性质是等速的且不与外界任何对象有关系第6页，共13页，星期日，2025年，2月5日（3）电磁现象是否满足相对性原理波动方程显然在Galileo变换下，不满足Galileo相对性原理第7页，共13页，星期日，2025年，2月5日（4）三条出路理论出路相对性原理Galileo变换牛顿方程Maxwell方程+++－+++－++－－IIIIII行不通风险小风险大第8页，共13页，星期日，2025年，2月5日4、相对论的实验基础c+vc-v(c2-v2)1/2旧的时空观：真空中电磁波沿任意方向的传播速度只有在某个特殊参考系中才等于c。以太参考系地球相对以太运动，如果我们能够在地球上精确测定各个方向的光速差异，就可以确定地球相对于以太的运动速度。（1）迈克尔孙-莫莱实验地球?以太?速度第9页，共13页，星期日，2025年，2月5日迈克耳逊-莫雷实验对(1)光线：O?M1?O以太风(1)(2)对(2)光线：O?M2?O由l1=l2=l和vc第10页，共13页，星期日，2025年，2月5日