第4章狭义相对论基础S4-1伽利略变换和经典力学时空观S4-2狭义相对论产生的实验基础和历史条件S4-3相对论基本原理、洛仑兹变换S 4-4相对论的时空观IOOJAHRERELATIVITAT-ATOMEQUANTEN55s4-5相对论动力学NE=mc?本章小结幸日录节回录上一页下一页
章目录 节目录 上一页 下一页 第4章 狭义相对论基础 §4-2 狭义相对论产生的实验基础和历史条件 §4-3 相对论基本原理、洛仑兹变换 §4-4 相对论的时空观 §4-5 相对论动力学 §4-1 伽利略变换和经典力学时空观 本章小结
第4章狭义相对论基础大自然及其法则在黑夜中隐藏；“让牛顿去吧！上帝说：于是，一切豁然开朗。蒲柏，18世纪英国诗人但这并不久长。“派爱因斯坦去！”魔鬼大喝一声：于是，一切恢复原样斯夸尔，20世纪英国诗人章日录节录上一页下一页
章目录 节目录 上一页 下一页 第4章 狭义相对论基础 大自然及其法则在黑夜中隐藏； 上帝说：“让牛顿去吧！” 于是，一切豁然开朗。 ——蒲 柏，18世纪英国诗人 但这并不久长。 魔鬼大喝一声：“派爱因斯坦去！” 于是，一切恢复原样。 ——斯夸尔，20世纪英国诗人
第4章狭义相对论基础爱因斯坦AlbertEinstein1879-1955德裔瑞士人，美国苏黎世大学、普林斯顿高等研究院理论物理学家，相对论的创建者。因在理论物理学上的发现，特别是发现了光电效应的规律，于1921年获诺贝尔物理学奖。幸日录节回录上一页下一页
章目录 节目录 上一页 下一页 第4章 狭义相对论基础 爱因斯坦 Albert Einstein 1879-1955 德裔瑞士人，美国苏黎世大 学、普林斯顿高等研究院理论物 理学家，相对论的创建者。 因在理论物理学上的发现， 特别是发现了光电效应的规律， 于 1921年获诺贝尔物理学奖
第4章狭义相对论基础相对论：是关于时空和引力的理论，主要由爱因斯坦创立，依其研究对象的不同可分为狭义相对论和广义相对论。狭义相对论(SpecialRelativity)研究惯性系中的物理规律及其变换，揭示时间、空间和运动的关系。广义相对论(GeneralRelativity)研究非惯性系中的物理规律及其变换，揭示时间、空间、运动和引力的关系。幸日录节回录上一页下一页
章目录 节目录 上一页 下一页 第4章 狭义相对论基础 相对论： 是关于时空和引力的理论，主要由爱因斯坦创立，依其研究对象的不同 可分为狭义相对论和广义相对论。 狭义相对论 (Special Relativity) 研究惯性系中的物理规律及其变换，揭示时间、空间和运动的关系。 广义相对论 (General Relativity) 研究非惯性系中的物理规律及其变换，揭示时间、空间、运动和引 力的关系
第4章狭义相对论基础相对论涉及到两个似乎对立的概念：相对性和不变性相对性：是指观测的相对性，对于一个给定的现象，由于观测者不同而不同。不变性：是指一致的部分，对现象观测，有一些方面或一些规律对不同的观测者都是一样的。我要说爱因斯坦最大的贡献，这一点没有得到充分强调，即指出了不变性。什么是不变性？最重要的不变性，爱因斯坦所认识的不变性，是容易描述的，即首要的是自然定律到处都一样。维格纳（诺贝尔物理学奖获得者）幸日录节回录上一页下一页
章目录 节目录 上一页 下一页 第4章 狭义相对论基础 相对论涉及到两个似乎对立的概念：相对性和不变性 相对性：是指观测的相对性，对于一个给定的现象，由于观测者不同而不同。 不变性：是指一致的部分，对现象观测，有一些方面或一些规律对不同的观测 者都是一样的。 我要说爱因斯坦最大的贡献，这一点没有得到充分强调，即指出了不 变性。什么是不变性？最重要的不变性，爱因斯坦所认识的不变性，是 容易描述的，即首要的是自然定律到处都一样。 -维格纳（诺贝尔物理学奖获得者）
第4章狭义相对论基础爱因斯坦之前关于时空问题的一般认识（1）我国古代对于时空的认识“宇，弥异所也”“久，弥异时也”。一一墨子《墨经》“天上一天，地上一年。”一一吴承恩《西游记》（2）古希腊对于时空的认识地平说日心说地心说亚里士多德对于“时间”有着自已的看法，他指出：“变化总是或快或慢，而时间没有快慢。因为快慢是用时间确定的：所谓快就是时间短而变化大，所谓慢就是时间长而变化小；而时间不能用时间确定，也不用运动变化中已达到的量或已达到的质来确定。（3）牛顿的时空观：时间与空间相互独立与物质的存在和运动无关节录幸日录上一页下一页
章目录 节目录 上一页 下一页 第4章 狭义相对论基础 “宇，弥异所也”，“久，弥异时也”。 -墨子《墨经》 爱因斯坦之前关于时空问题的一般认识 （1）我国古代对于时空的认识 （3）牛顿的时空观：时间与空间相互独立与物质的存在和运动无关 亚里士多德对于“时间”有着自己的看法，他指出：“变化总是或快或慢，而时间没有快慢。因为 快慢是用时间确定的：所谓快就是时间短而变化大，所谓慢就是时间长而变化小；而时间不能用时间确 定，也不用运动变化中已达到的量或已达到的质来确定。 “天上一天，地上一年。” -吴承恩《西游记》 （2）古希腊对于时空的认识 地 平 说 地 心 说 日 心 说
S4-1伽利略变换和经典力学时空观伽里略变换经典力学时空观1、伽里略变换设有两坐标轴彼此平行的惯性系，S和S系，开始计时时、两坐标系原点重合，S系相对于S系沿x轴以速度u匀速运动。伽利略坐标变换方程VSS -s's'-sx=x'+utx'=x-uty=y!y'=yZ=z'z'=zt=t'xt'=t7.1章日录节录上一页下一页
章目录 节目录 上一页 下一页 §4-1 伽利略变换和经典力学时空观 1、伽里略变换 设有两坐标轴彼此平行的惯性系，S和S /系，开始计时时、两坐标系原点重合，S / 系相对于S系沿x轴以速度u匀速运动。 O x z y S x’ y ’ S ’ O’ z’ u x ut x’ y y ’ z z’ 伽利略坐标变换方程 S →S＇ = = = = − t t z z y y x x ut / / / / S＇→S = = = = + / / / / / t t z z y y x x ut 一、伽里略变换 经典力学时空观
S4-1伽利略变换和经典力学时空观经典力学时空观一牛顿的绝对时空观1、绝对时间2、绝对空间x=x'+ut'dl=dlt =t' dt =dt'时间间隔与参考系的运动无关，空间间隔与参照系的运动无关，亦可得到同时的绝对性。亦可得到长度的绝对性绝对的、真实的、纯数学的时间，就其自身和其本质而言，是永远均匀流动的，不依赖于任何外界事物。绝对的空间，就其本性而言，是与外界事物无关而且永远是相同和不动的。-牛顿的《自然哲学的数学原理》时间与空间相互独立与物质的存在和运动无关幸日录节录上一页下一页
章目录 节目录 上一页 下一页 §4-1 伽利略变换和经典力学时空观 1、绝对时间 t t t t = = d d 时间间隔与参考系的运动无关， 亦可得到同时的绝对性。 空间间隔与参照系的运动无关， 亦可得到长度的绝对性。 x x ut l l = + = d d 2、绝对空间 时间与空间相互独立与物质的存在和运动无关 绝对的、真实的、纯数学的时间，就其自身和其本质而言，是永远均匀流动 的，不依赖于任何外界事物。绝对的空间，就其本性而言，是与外界事物无关， 而且永远是相同和不动的。 -牛顿的《自然哲学的数学原理》 二、经典力学时空观-牛顿的绝对时空观
84-1伽利略变换和经典力学时空观三、力学相对性原理ax=a'V+ux=x'+uta,=a'J=y'2Z=Z'a,=a=t=t'加速度对伽里略变换不变：a一a'物体质量与其运动状态无关：m=m物体间的相互作用与参照系的选择无关：亏一，故只要在S系中有F= ma，则在S'系也一定有F'=m'a'一切惯性系中，描述运动的力学规律都是完全相同的-力学的相对性原理幸日录节日录下一页上一页
章目录 节目录 上一页 下一页 §4-1 伽利略变换和经典力学时空观 = = = z z y y x x a a a a a a 加速度对伽里略变换不变： a = a = = = + z z y y x x v v v v v v u = = = = + t t z z y y x x ut 物体质量与其运动状态无关： m = m 物体间的相互作用与参照系的选择无关： F F = 故只要在S系中有 F ma ， = F = m a 则在S’系也一定有 。 一切惯性系中，描述运动的力学规律都是完全相同的. -力学的相对性原理 三、力学相对性原理
S4-1伽利略变换和经典力学时空观力学的相对性原理（1）来源于牛顿的时空观时间和空间的测量与惯性参考系的运动无关。（2）最早由伽利略从实验上提出来。通过力学实验无法判定一个惯性系的运动状态。因此，用力学的方法无法寻找绝对静止参照系。（3）伽利略变换是经典力学时空观的数学体现。章目录节回录上一页下一页
章目录 节目录 上一页 下一页 §4-1 伽利略变换和经典力学时空观 力学的相对性原理 （1）来源于牛顿的时空观。 时间和空间的测量与惯性参考系的运动无关。 （2）最早由伽利略从实验上提出来。 通过力学实验无法判定一个惯性系的运动状态。 因此，用力学的方法无法寻找绝对静止参照系。 （3）伽利略变换是经典力学时空观的数学体现