西安建筑科技大学精品课程：《大学物理 College Physics》课程知识结构_相对论知识结构

大学物理:相对论知识结构 相对论知识结构 物理系:史彭

物理系：史彭 大学物理：相对论知识结构 相对论知识结构

大学物理:相对论知识结构 相对论基本原理 爱因斯坦两个假设 相对论数学基础 洛仑兹变换 相对论运动学 相对论动力学 牛顿力学 物理系:史彭

物理系：史彭 大学物理：相对论知识结构 相对论基本原理 爱因斯坦两个假设 相对论运动学 相对论动力学 相对论数学基础 ——洛仑兹变换 牛顿力学   c

大学物理:相对论知识结构 相对论运动学 洛仑兹坐标变换 相对论效应 长度收缩时间膨胀 同时性的 相对性 因果、时序 物理系:史彭

物理系：史彭 大学物理：相对论知识结构 相对论运动学 洛仑兹坐标变换 相对论效应 长度收缩 时间膨胀 同时性的 相对性 因果、时序

大学物理:相对论知识结构 相对论动力学 物理量 动力学方程质能关系 质动 关系 量量 能量 动静 能‖止 能 物理系:史彭

物理系：史彭 大学物理：相对论知识结构 相对论动力学 质 量 物理量 动力学方程 质能关系 动 量 能 量 动 能 静 止 能 关系

大学物理:相对论知识结构 爱因斯坦假设 1.光速不变原理 在所有的惯性系中,光在真空中的传播速率具有相同的值 2.相对性原理 切物理规律在所有惯性系中具有相同的形式 洛伦兹变换 y(x-ut =y(t-2x) 物理系:史彭

物理系：史彭 大学物理：相对论知识结构 1. 光速不变原理 在所有的惯性系中，光在真空中的传播速率具有相同的值 一. 爱因斯坦假设 2. 相对性原理 一切物理规律在所有惯性系中具有相同的形式 二. 洛伦兹变换 ( ) ( ) 2 x c u t t x' x ut  = − = −   2 2 1 1 c u −  =

大学物理:相对论知识结构 典型问题 1.已知一个系中的量和相对速率—求另一个系中的量 2.已知一个系中的量差值和相对速率—求另一个系中的 量差值 △x′=y(△x-△t) B △t'=y(4/- △x) x 3.已知一个系中的量差值求另一个系中的量差值 利用洛伦兹变换中一个公式求出速率、y用另一个公 式求出待求量 物理系:史彭

物理系：史彭 大学物理：相对论知识结构 S S A B t1、x1 t2、x2 t1、x1 t2、x2 典型问题 1.已知一个系中的量和相对速率——求另一个系中的量 2.已知一个系中的量差值和相对速率——求另一个系中的 量差值 ( ) ( ) 2 x c u t t x' x u t   =  −   =  −    3.已知一个系中的量差值——求另一个系中的量差值 利用洛伦兹变换中一个公式求出速率、—— 用另一个公 式求出待求量

大学物理:相对论知识结构 例:在惯性系k中,有两个事件同时发生在X轴上相距 1000m的两点,而在另一惯性系k中(沿X轴方向相对于k 系运动)中测得这两个事件发生的地点相距2000m求在k 系中测得这两个事件的时间间隔 已知△x=1000m;△t=0;△x=2000m 利用x=y(x-△x)求出速率 △x=y( △ L△x △t'=y△t 577×106s 物理系:史彭

物理系：史彭 大学物理：相对论知识结构 例： 在惯性系k中，有两个事件同时发生在X轴上相距 1000 m 的两点，而在另一惯性系k'中(沿X轴方向相对于k 系运动)中测得这两个事件发生的地点相距2000 m.求在k' 系中测得这两个事件的时间间隔. 已知 x =1000m;t = 0;x  = 2000m 利用 x  = (x −ut) 求出速率 s c u x t t 6 2 5.77 10−  = −          =   − x =  (x − ut) = 2    = x x  2 2 1 1 c u −  = u c 2 3 =

大学物理:相对论知识结构 同时性的相对性 同时性是相对的 同时的判据:该系中时间间隔是否为零 △t=Y(△t 典型问题 个系中的同时求另一个系是否同时 物理系:史彭

物理系：史彭 大学物理：相对论知识结构 三. 同时性的相对性 同时性是相对的 同时的判据：该系中时间间隔是否为零 ( ) 2 x c u t =  t −  典型问题 一个系中的同时——求另一个系是否同时

大学物理:相对论知识结构 四.时间膨胀 注意:固有时是在相对静止 不动系中的表测量的时段 典型问题 已知一个系中的时段—求另一个系中的时段 注意:判断不准固有时、运动时—用洛伦兹变换计算 五.长度收缩 注意:固有长度是在相对静止不动系中 y 测量的长度。收缩仅在运动方向上 典型问题 已知一个系中的长度—求另一个系中的长度 注意:判断不准固有长度、运动长度—用洛伦兹变换计算 物理系:史彭

物理系：史彭 大学物理：相对论知识结构 四. 时间膨胀 注意：固有时是在相对静止 0 不动系中的表测量的时段  = 典型问题 已知一个系中的时段——求另一个系中的时段 注意：判断不准固有时、运动时——用洛伦兹变换计算 五. 长度收缩 l = l 0 注意：固有长度是在相对静止不动系中 测量的长度。收缩仅在运动方向上 典型问题 注意：判断不准固有长度、运动长度——用洛伦兹变换计算 已知一个系中的长度——求另一个系中的长度

大学物理:相对论知识结构 相对论质量、动量 mav 22 p=mv= 2 v/c 典型问题 已知静止质量和相对速率(γ)—求运动质量 已知静止质量和运动质量—求相对速率(y) 已知静止质量和相对速率(y)—求相对论动量 已知相对论动量和静止质量—求相对速率(y) 物理系:史彭

物理系：史彭 大学物理：相对论知识结构 六.相对论质量、动量 2 2 0 0 1 c m m m −v =  = 2 2 0 1 / c m p m v v v − = =    典型问题 已知静止质量和相对速率（）——求运动质量 已知静止质量和运动质量——求相对速率（） 已知静止质量和相对速率（）——求相对论动量 已知相对论动量和静止质量——求相对速率（）