《电动力学》第26讲 第六章狭义相对论(2) §6.2相对论时空观(上 教师姓名:宗福建 单位:山东大学微电子学院 2016年12月9日 山东大学物理学院宗福建
山东大学物理学院 宗福建 1 《电动力学》第26讲 第六章 狭义相对论 (2) §6.2 相对论时空观(上) 教师姓名： 宗福建 单位： 山东大学微电子学院 2016年12月9日
相对论的基本原理 ■在总结新的实验事实之后,爱因斯坦( Einstein)提出了两条相 对论的基本假设: (1)相对性原理所有惯性参考系都是等价的。物理规律对于所 有惯性参考系都可以表为相同的形式。也就是不论通过力学现象, 还是电磁现象,或其他现象,都无法觉察出所处参考系的任何 “绝对运动”。 (2)光速不变原理真空中的光速相对于任何惯性系沿任意方向 恒为C,并与光源运动无关。 山东大学物理学院宗福建 2
山东大学物理学院 宗福建 2 相对论的基本原理 ◼ 在总结新的实验事实之后，爱因斯坦（Einstein）提出了两条相 对论的基本假设： ◼ （1）相对性原理 所有惯性参考系都是等价的。物理规律对于所 有惯性参考系都可以表为相同的形式。也就是不论通过力学现象， 还是电磁现象，或其他现象，都无法觉察出所处参考系的任何 “绝对运动”。 ◼ （2）光速不变原理 真空中的光速相对于任何惯性系沿任意方向 恒为c，并与光源运动无关
相对论的基本原理 ■伽利略( Galileo)变换 ■相对论的基本假设是和旧时空概念矛盾的。旧时空概念是从低速 力学现象抽象出来的,集中反映在关于惯性坐标系的伽利略 ( Galileo)变换中。设惯性系Σ相对于Σ以速度U运动,并选x和x 轴沿运动方向,伽利略变化式为 X=X-t dx dX t cX’aX F=ma=ma 山东大学物理学院宗福建 3
山东大学物理学院 宗福建 3 相对论的基本原理 ◼ 伽利略（Galileo）变换 ◼ 相对论的基本假设是和旧时空概念矛盾的。旧时空概念是从低速 力学现象抽象出来的，集中反映在关于惯性坐标系的伽利略 （Galileo）变换中。设惯性系Σ'相对于Σ以速度υ运动，并选x和x' 轴沿运动方向，伽利略变化式为 ' ' t t t d d dt dt = = − X' = X - v X' X v V' = V - v 2 2 2 2 ' d d dt dt m m = = = X' X a' = a F a' a
洛伦兹变换 x+vt 洛伦兹变换|x x-vt x 2 C y=y Z=Z t+—x 2 2 C 山东大学物理学院宗福建
山东大学物理学院 宗福建 4 洛伦兹变换 ◼ 洛伦兹变换 2 2 2 2 2 ' 1 ' ' ' 1 x vt x v c y y z z v t x c t v c − = − = = − = − 2 2 2 2 2 ' ' 1 ' ' ' ' 1 x vt x v c y y z z v t x c t v c + = − = = + = −
洛伦兹变换 ■洛伦兹变换下间隔不变性 ■事件(x,y,z,t)和事件(0,0,0,0)之间的间隔,用s2表 小, 2 ct-x+y+z 可以证明: 72-(x2+y2+z2)=ct2-(x2+y2+ 山东大学物理学院宗福建
山东大学物理学院 宗福建 5 洛伦兹变换 ◼ 洛伦兹变换下间隔不变性 ◼ 事件(x,y,z,t)和事件(0,0,0,0)之间的间隔，用s 2表 示， 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 ( ) ' ' ' ' S c t x y z c t x y z c t x y z = − + + − + + = − + + 可以证明： （ ） （ ）