《大学基础物理》课程教学课件（PPT讲稿）狭义相对论基础习题课

第八章狭义相对论基础习题课

第八章 狭义相对论基础 习题课

m教学要求1.理解狭义相对论的两条基本原理和洛仑兹变换2.理解狭义相对论的时空观和经典时空观的差异3.会分析计算有关长度收缩、时间膨胀、同时相对性及一维速度变换的问题4.会用质能关系和质速关系计算有关的简单问题口基本概念和规律一.牛顿的绝对时空观（经典力学时空观）：长度和时间的测量彼此无关，与参考系也无关

1.理解狭义相对论的两条基本原理和洛仑兹变换; 4.会用质能关系和质速关系计算有关的简单问题. 2.理解狭义相对论的时空观和经典时空观的差异; 3.会分析计算有关长度收缩、时间膨胀、同时相对性 及一维速度变换的问题. 一.牛顿的绝对时空观(经典力学时空观): 长度和时间的测量彼此无关,与参考系也无关. 教学要求 基本概念和规律

1.伽利略坐标变换Yx=x+utx'-x-utp(x.y,z,t )J=yp (xy'z't)1u气Z= z'0Qt'=tt=t'XXZZ2.伽利略速度变换V=Vx+u;V=VV=V;3.质量的测量与参考系无关m'=mF'-F4.力的测量与参考系无关

p( x.y,z,t ) * x = x+ ut y= y z= z t= t x =x - ut y =y z=z t =t 1. 伽利略坐标变换 u O’ Z’ Y’ X’ Y Z X O p (x,y,z,t) 2.伽利略速度变换 Vx =V x +u ; Vy =Vy  ; Vz =Vz  3.质量的测量与参考系无关 m =m 4.力的测量与参考系无关. F  =F

5.力学相对性原理力学规律的数学表达式具有伽利略变换的不变性牛顿第二定律的数学表示式在两个惯性系中具有相同式如：动量守恒定律，机械能守恒定律等都具有这种不变性但是麦克斯韦方程则不具有这种不变性二狭义相对论的两条基本原理1.狭义相对性原理在所有的惯性系中，一切物理定律都具有相同的形式2.光速不变原理在所有的惯性系内测得真空中的光速恒为C(c = 2.997925 ×108 m/s)

牛顿第二定律的数学表示式在两个惯性系中具有相同式. 如:动量守恒定律,机械能守恒定律等都具有这种不变性. 力学规律的数学表达式具有伽利略变换的不变性. 二 狭义相对论的两条基本原理 在所有的惯性系中，一切物理定律都具有相同的形式。 1.狭义相对性原理 2.光速不变原理 在所有的惯性系内测得真空中的光速恒为c. ( c = 2.997925 108 m/s) 但是麦克斯韦方程则不具有这种不变性. 5.力学相对性原理

三.洛仑兹变换同一事件在两个惯性系中的两组时空1.坐标变换：坐标之间的变换关系正变换逆变换=(x-utCx=y(x'+ut)y'=yy=y福福Z'=ZZ.Z=XZZt二1-β

三.洛仑兹变换 1.坐标变换: u O' Z' Y' X' Y Z O X 同一事件在两个惯性系中的两组时空 坐标之间的变换关系。 ( )        = −  =  =  = − x c t t z z y y x x ut    ( )       =  +  =  =  =  +  x c t t z z y y x x ut    2 1 1   −  c u   正变换 逆变换