立了狭义相对论。三、狭义相对论基本原理（两个公理）1.相对性原理（伽利略相对性原理的自然扩展）（1）物理规律对于所有惯性系都具有完全相同的形式，（2）一切惯性系都是等价的，不存在绝对参照系。它是物理学的基本原理：否定了绝对参照系的存在，即否定了“以太”的存在。2.光速不变原理真空中光速相对任何惯性系沿任何一个方向大小恒为c，且与光源运动速度无关。说明：(1)它否定了经典速度公式，即否定伽利略变换。(2)光的速度大小与参照系无关，但方向在不同参照系中可以不同。(3)光速数值不变，则不同参照系中时间、空间、尺度要发生关系，且尺度不同。四、间隔不变性1.事件在无限小空间，无限小时间间隔内发生的物质运动过程，称为事件。或说在某一时刻，某一空间上发生的某一事件称为事件，用P表示描述。一个事件与参照系无关，但它可用某一惯性系中（x，J，z，t）四个坐标表示。2.间隔
立了狭义相对论。 三、狭义相对论基本原理（两个公理） 1.相对性原理（伽利略相对性原理的自然扩展） （1）物理规律对于所有惯性系都具有完全相同的形式。 （2）一切惯性系都是等价的，不存在绝对参照系。 它是物理学的基本原理：否定了绝对参照系的存在，即否定了“以 太”的存在。 2.光速不变原理 真空中光速相对任何惯性系沿任何一个方向大小恒为 c，且与光 源运动速度无关。 说明： ⑴它否定了经典速度公式，即否定伽利略变换。 ⑵光的速度大小与参照系无关，但方向在不同参照系中可以不同。 ⑶光速数值不变，则不同参照系中时间、空间、尺度要发生关系，且 尺度不同。 四、间隔不变性 1.事件 在无限小空间，无限小时间间隔内发生的物质运动过程，称为事 件。或说在某一时刻，某一空间上发生的某一事件称为事件，用 P 表 示描述。一个事件与参照系无关，但它可用某一惯性系中（x，y，z， t）四个坐标表示。 2.间隔
经典理论定义空间距离/(x, -x)* +(2 - y/)~ +(22 -2,)2 = /(x2 - xi)* +(2 -1)* +(22 -2)2可见空间距离与运动无关。时间间隔：t2 -1 =12 -1,可见时间间隔与运动无关。狭义相对论理论中定义时空间隔，先考察光在真空中传播过程的发射和接收两件事，P,和P。在Z系(2 -x1) +(y2 -1) +(±2 -z,) =c2(t2 -t,) 令s2 =c(z -1,) -[(x2 -x) +(y2 - ) +(5, -2,)]= 0在系(2 -x) +(g2 -) +(22 -2) =c(2 -1)令s"2 =c2(2 -t) -[x2 -xi) +(2-y1) +(=2-2,)]= 0可知由光信号相联系的两件事s，s为零，故为不变量。对任意两件事P和P，可知S?+0,S20定义：S*=c(2-1) -[(x2-x) +(2-) +(22-2)为时空间隔（间隔）。间隔是相对论时空理论的一个重要的基本概念，它将时间与空间统一起来，有着极为深刻的物理含义。S2=0认为两件事可用光信号联系
经典理论定义空间距离 ' 2 1 ' 2 ' 2 1 ' 2 ' 2 1 ' 2 2 2 1 2 2 1 2 2 1 (x − x ) + ( y − y ) + (z − z ) = (x − x ) + ( y − y ) + (z − z ) 可见空间距离与运动无关。 时间间隔： − 2 − 1 = 2 1 t t t t 可见时间间隔与运动无关。 狭义相对论理论中定义时空间隔，先考察光在真空中传播过程的 发射和接收两件事，P 1 和 P2。 在 系 ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2 1 2 2 2 1 2 2 1 2 2 1 x − x + y − y + z − z = c t − t 令 ( ) ( ) ( ) ( ) 0 2 2 1 2 2 1 2 2 1 2 2 1 2 2 s = c t − t − x − x + y − y + z − z = 在 系 2 2 1 2 2 2 1 2 2 1 2 2 1 − = − + − + − x x y y z z c t t 令 ( ) ( ) ( ' ' ) ( ' ' ) 0 2 2 1 2 2 1 2 2 1 2 2 1 2 2 s = c t − t − x − x + y −y + z −z = 可知由光信号相联系的两件事 s 2， 2 s 为零，故为不变量。 对任意两件事 P1 和 P2 ，可知 2 2 S S 0, 0 定义： ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2 2 2 2 2 2 1 2 1 2 1 2 1 S c t t x x y y z z = − − − + − + − 为时空间隔（间隔）。 间隔是相对论时空理论的一个重要的基本概念，它将时间与空间 统一起来，有着极为深刻的物理含义。 2 S = 0 认为两件事可用光信号联系
S?<0两件事不能用光信号联系，可认为是无因果关系。S2>0两件事可用小于光的信号联系（因果关系的必要条件）。3.间隔不变性（1）时空基本属性的两条基本假设：①空间均匀性因为选择时空任意一点作为坐标系的原点和选择任一时间的起点都不应改变物理规律，即空间和时间都是平权的，没有特殊点存在。②空间各向同性：选择不同取向的坐标轴都不会影响物理规律，即空间不存在一个特殊的方向，各方向都是平权的。（2）两事件在不同参考系中的间隔为不变量设在Z系两件事件间隔为S?，在Z系中为S，假定他们之间满足关系：S? = AS"?,可以从数学上证明，S2与S"2均为二次式，当s?=0时若要求S"2=0，则他们只能相差一个与二次式变量x、y、Z、t无关的常因子。【例1]在Z系静止光源S发光，经M反射后到S接收，2相对2沿x轴正向运动。计算时间间隔与间隔，解：Z'系A'=20。/cS"2 =c2(ar) = 40。Z系：在A由光源运动Ar=。可以证明沿垂直方向距离不变，所以%=lo，.S?=S"？
2 S 0 两件事不能用光信号联系，可认为是无因果关系。 2 S 0 两件事可用小于光的信号联系（因果关系的必要条件）。 3.间隔不变性 （1）时空基本属性的两条基本假设： ①空间均匀性 因为选择时空任意一点作为坐标系的原点和选择任一时间的起 点都不应改变物理规律，即空间和时间都是平权的，没有特殊点存在。 ②空间各向同性： 选择不同取向的坐标轴都不会影响物理规律，即空间不存在一 个特殊的方向，各方向都是平权的。 （2）两事件在不同参考系中的间隔为不变量 设在 系两件事件间隔为 2 S ，在 系中为 2 S ，假定他们之间满 足关系： 2 2 S = AS ， 可以从数学上证明， 2 S 与 2 S 均为二次式，当 2 S =0 时若要求 2 S =0， 则他们只能相差一个与二次式变量 x、y、z、t 无关的常因子。 [例 1]在 系静止光源 S 发光，经 M 反射后到 S 接收， 相对 沿 x 轴正向运动。计算时间间隔与间隔。 解： 系 ( ) 2 2 2 2 4 2 / = = = S c t t c 系：在 t 由光源运动 x =t。 可以证明沿 v 垂直方向距离不变，所以 2 2 0 0 = = , S S
光传播路程cAtAt2loy, Ay=A=0, ?=C2A2 -(Ax) =40Ar=V2-12由此可见，不同惯性系中间隔是相同的，由此引出的结果时间间隔不同，空间距离也不同，意味着与经典时空观完全不同的时空观。教学过程设计：线上学习经典时空观和狭义相对论的历史背景45分钟。课堂教学安排狭义相对论实验基础、狭义相对论基本原理、间隔不变性45分钟。安排经典时空观、狭义相对论间隔不变性等问题讨论。课件设计：第六章奖文租对论第一节相对论的实验格花力学的相热所我文相时的的使R目
光传播路程 2 0 1 2 t c t + = ， 2 2 2 c v t − = ， 0 2 2 2 , 0, v x y z c v = = = − ( ) 2 2 2 2 2 0 S C t x = − = 4 由此可见，不同惯性系中间隔是相同的，由此引出的结果时间间 隔不同，空间距离也不同，意味着与经典时空观完全不同的时空观。 教学过程设计：线上学习经典时空观和狭义相对论的历史背景 45 分 钟。课堂教学安排狭义相对论实验基础、狭义相对论基本原理、间隔 不变性 45 分钟。安排经典时空观、狭义相对论间隔不变性等问题讨 论。 课件设计：
第二节别对论的基本原理格色能变排时的本用3e课后作业：分析讨论经典时空观和狭义相对论的实验基础。教学反思：1.首先要引导学生思考经典力学的时空观和力学相对性原理，为狭义相对论时空观建立奠定基础；2.充分引导学生了解狭义相对论产生的历史背景和实验基础，为狭义相对论的学习做好充足准备；3.引导学生反复体会间隔的概念和间隔不变性带来的薪新变换，为自
课后作业：分析讨论经典时空观和狭义相对论的实验基础。 教学反思： 1.首先要引导学生思考经典力学的时空观和力学相对性原理，为狭义 相对论时空观建立奠定基础； 2.充分引导学生了解狭义相对论产生的历史背景和实验基础，为狭义 相对论的学习做好充足准备； 3.引导学生反复体会间隔的概念和间隔不变性带来的崭新变换，为自