清华大学：《大学物理》第一册课程PPT教学课件（力学）狭义相对论（运动学和动力学）

三、光速不变原理的数学表达 设S系相对S系作匀速直线运动 L 0/0 当O′和O重合时,由原点发出闪光。 规定:O′和0重合时t=t=0

16 设S 系相对S系作匀速直线运动 规定：O 和O 重合时 t  t  0 x x y z z  O S y O S u  当 O 和O 重合时，由原点 发 出闪光。 三、光速不变原理的数学表达

y↑y S S ct lict 因光速与参考系的运动无关,则无论在S系 还是在S系中观察,闪光的波前都是球面,球 心分别是O和O,而半径分别等于c和ct 因此,闪光波前的方程应该为

17 因光速与参考系的运动无关，则无论在S 系 还是在S系中观察，闪光的波前都是球面，球 心分别是O和O，而半径分别等于ct和 ct 。 x x y z z  O S y O S u  因此，闪光波前的方程应该为 ct ct

u 900 cict (x2,0,0,t) 2 2 12 x+y+=Cr光速不变原 S:x2+y2+z2=ct2理数学表达 令y==0,y=z=0,x>0x>,则有 x= ct,x=ct 在x(x)轴上接收到闷光这一事件的空关糸

18 2 2 2 2 2 S: x  y  z  c t 2 2 2 2 2 S: x  y  z   c t (x ,0,0,t) (x,0,0,t) x  ct ， 则有 x  ct 令 y  z  0, y  z 0，x 0,x0， x x y z z  O S y O S u  ct ct 在x(x)轴上接收到闪光这一事件的时空关系。 光速不变原 理数学表达

四、爱因斯坦相对性原理 还有一些电磁学规律不服从伽利略变换。例如 u q 按照伽利略变换:力与参考糸无关 按照电磁学:s"系:静电力J=4mEnr2 S系:电力加力J=f-n2/e2 力与参考糸有关!

19 S系：电力加磁力 2 2 f 1 u c f    S u u q u q r S 按照伽利略变换： 2 0 2 4 r q f  S 系：静电力   还有一些电磁学规律不服从伽利略变换。 按照电磁学： 四、爱因斯坦相对性原理 例如 力与参考系无关 力与参考系有关！

修改电学定律,还是修改伽利略变换? 电磁学定律:实验验证是正确的 伽利略变换:适用于低速情况。高速情况? 爱因斯坦:修改伽利略叟换 低速→)高速 绝对时空观→相对论时空观 伽利略变换→>洛仑( Lorentz)变换

20 修改电磁学定律，还是修改伽利略变换？ 电磁学定律：实验验证是正确的 伽利略变换洛仑兹(Lorentz)变换 绝对时空观相对论时空观 低速高速 伽利略变换：适用于低速情况。高速情况？ 爱因斯坦：修改伽利略变换