五 青岛科技大学 大学物理讲义
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伽利略变换式经典力学的相对性原理 在两个不同的坐标系 relativity principle 和∑中,描述P点的位置 矢量的关系为 P 上式求导,得 0=⑦+l 乙:绝对速度;7牵引速度;相对速度。 再求导,得=a0+a 绝对时空观:时间和空间的量度和参考系无关,长 度和时间的测量是绝对的 青岛科技大学 大学物理讲义
青岛科技大学 大学物理讲义 一 伽利略变换式 经典力学的相对性原理 relativity principle r r ' 0r P ' 在两个不同的坐标系 和 中，描述P点的位置 矢量的关系为 ' 0 r r r ' 上式求导，得 0 u v v ：绝对速度； 牵引速度； 相对速度。 v 0 v u 0 a a a ' 绝对时空观：时间和空间的量度和参考系无关 , 长 度和时间的测量是绝对的 再求导，得
如果坐标系∑与∑均为惯性系,牛顿定律 F=ma< F=ma' 即:在两相互作匀速直线运动的惯性系中,牛顿运 动定律具有相同的形式。 问题 对于不同的惯性系,电磁现象基本规 律的形式是一样的吗? 我们在地球上相对静止时测到的真空中的光速为 常量,在别的地方会不会不一样呢?如果一样,伽 利略速度变换公式就不成立;如果不一样,电磁现 象的基本规律在不同的坐标系中就有不同的形式! 青岛科技大学 大学物理讲义
青岛科技大学 大学物理讲义 F ma F ma' 即：在两相互作匀速直线运动的惯性系中，牛顿运 动定律具有相同的形式。 如果坐标系 与 '均为惯性系，牛顿定律 对于不同的惯性系，电磁现象基本规 律的形式是一样的吗 ？ 我们在地球上相对静止时测到的真空中的光速为一 常量，在别的地方会不会不一样呢？如果一样，伽 利略速度变换公式就不成立；如果不一样，电磁现 象的基本规律在不同的坐标系中就有不同的形式！ 问题
二光速的测量 要么伽利略速度变换公式不成立,要么电磁现象的基 本规律在不同的坐标系中有不同的形式! 取谁,舍谁?光速是关键! 1假定光的传播依赖于某种北- 迈克尔孙一莫雷实验 介质一以太 A:介质相对地球运动 东 光速沿东、北两个方向的大 小不一样,转动整个设备, M 应该能够看到有干涉条纹的 G 移动。 青岛科技大学 大学物理讲义
青岛科技大学 大学物理讲义 迈克尔孙 — 莫雷实验 二 光速的测量 要么伽利略速度变换公式不成立，要么电磁现象的基 本规律在不同的坐标系中有不同的形式！ 取谁，舍谁？光速是关键！ G1 G2 d 东 北M1 M2 ' M2 1 假定光的传播依赖于某种 介质－以太 A：介质相对地球运动 光速沿东、北两个方向的大 小不一样，转动整个设备， 应该能够看到有干涉条纹的 移动
B:介质相对地球静止 实验装置相对于介质运动时北 与静止时比较,就应该有干 涉条纹的移动。 东 如果存在光的传播介质,无论 介质相对于地球是运动的还是 静止的,都应该观测到条纹的 G. M 移动,但这种移动实验上从未 观测到。 2如果不存在光的传播介质 这时,光的传播速度就是光相对于观测者的速度,所 有惯性系中的观测者都认为自己是静止的世上没有 绝对静止的参考系),所以测得的速度就应该是一样 青岛科技大学 大学物理讲义
青岛科技大学 大学物理讲义 G1 G2 d 东 北M1 M2 ' M2 B：介质相对地球静止 实验装置相对于介质运动时 与静止时比较，就应该有干 涉条纹的移动。 如果存在光的传播介质，无论 介质相对于地球是运动的还是 静止的，都应该观测到条纹的 移动，但这种移动实验上从未 观测到。 2 如果不存在光的传播介质 这时，光的传播速度就是光相对于观测者的速度，所 有惯性系中的观测者都认为自己是静止的(世上没有 绝对静止的参考系)，所以测得的速度就应该是一样 的