第十九狭义相对论基础.pptVIP

例题19-2长的尺固定在O’x’y’平面内，S’系测得米尺与O’x’方向成角，S系测得该尺与Ox方向成角。问：⑴S系中的观察者测得尺的长度是多少？⑵S’系相对于S系的速度是多少？zOyx解：依题意知S系：S’系：第30页，共50页，星期日，2025年，2月5日⑴⑵在Ox方向上，由长度收缩效应有第31页，共50页，星期日，2025年，2月5日三.时间间隔的相对性（运动时钟变慢）列车中小睡的旅客入睡和睡醒为两事件S’系中两事件在同一地点发生，空间间隔根据洛伦兹变换，S系中两事件的时间间隔为地面观察者：运动的钟变慢了！睡醒时入睡时S’系S’系第32页，共50页，星期日，2025年，2月5日结论时间间隔是相对的，对本惯性系作相对运动的钟变慢！双生子佯谬：孪生兄弟之一去周游天际返回时谁更年青？第33页，共50页，星期日，2025年，2月5日四.事件发生顺序的相对性根据洛伦兹变换，S’系中两事件的时间间隔为S系S’系即无因果关系的两事件发生的先后顺序是相对的当时，有，而。BA地面观察者：A先开枪！车上观察者：B先开枪！第34页，共50页，星期日，2025年，2月5日结果表明，现代粒子物理实验证实了相对论效应例题19-3相对于μ子为静止的参考系中μ子的平均寿命为。在高能物理实验中，它的速率为时，通过平均距离为8km，试说明这实验结果。解按照洛伦兹变换，观察者测得μ子的平均寿命为通过平均距离为第35页，共50页，星期日，2025年，2月5日第1页，共50页，星期日，2025年，2月5日十九世纪末，以经典力学、电磁场理论和经典统计力学为主要支柱，经典物理学达到了完整、系统和成熟的阶段。不少物理学家认为：物理学的大厦已经基本建成，物理学理论上的一些基本的、原则的问题都已经得到解决，接近于采取最终稳定的形式。今后的任务只是进一步精确化的问题。也许，在某个角落还有一粒尘屑或小气泡，可以对它们进行研究和分类。第2页，共50页，星期日，2025年，2月5日十九与二十世纪之交时，晴朗的物理学天空中出现了两朵乌云——开尔文（威廉．汤姆孙）1.迈克尔孙-莫雷实验得到以太漂移的“零结果”，宣告寻找宇宙绝对参考系的企图失败了，经典物理学所赖以建立的绝对时空观受到严重挑战；2.气体比热问题上经典理论能量均分原理失败。此外，在黑体辐射问题上，经典理论也同样遭遇了困难。第3页，共50页，星期日，2025年，2月5日这两朵乌云终于降下了二十世纪物理学革命的暴风雨相对论诞生量子论诞生相对论和量子论是现代科学与文明的两大基石爱因斯坦(1905)普朗克(1900)玻尔(1912)第4页，共50页，星期日，2025年，2月5日第十九章

狭义相对论基础超现实主义画家达利的作品第5页，共50页，星期日，2025年，2月5日§19-6相对论动力学基础§19-5洛伦兹速度变换法则§19-4狭义相对论时空观§19-3爱因斯坦假设洛伦兹变换§19-2迈克耳孙-莫雷实验§19-1伽利略变换经典力学时空观力学相对性原理第6页，共50页，星期日，2025年，2月5日2.了解洛伦兹坐标变换，了解狭义相对论中同时的相对性，以及长度收缩和时间膨胀概念。教学基本要求1.了解狭义相对论的两个基本假设。4.理解狭义相对论中质量和速度的关系、质量和能量的关系。3.了解牛顿力学中的时空观和狭义相对论中的时空观以及二者的差异。第7页，共50页，星期日，2025年，2月5日一.伽利略变换§19-1伽利略变换经典力学时空观力学相对性原理事件的描述发生地点为(x,y,z)和发生时刻为t，在一个参考系中要用四个坐标(x,y,z,t)描述。事件某一时刻在空间某一点发生的某一现象事件1事件2发射炮弹击中目标(x1,y1,z1)(x2,y2,z2)tt1t2xyz空间坐标第8页，共50页，星期日，2025年，2月5日两个观察者所用的时钟校准过，快慢相同；米尺比较过，长度相同。xyO两个参考