第15章狭义相对论力学基础 爱因斯t坦(Einstein)）
第 15 章 狭义相对论力学基础 爱因斯坦 (Einstein)
爱因斯坦20世纪最伟大的物理学家，1879年3月14日 出生于德国乌尔姆，1900年毕业于瑞士苏黎世联邦工业大学。 1905年，爱因斯坦在科学史上创造了史无前例的奇迹。这一 年的3月到9月半年中，利用业余时间发表了6篇论文，在物 理学3个领域作出了具有划时代意义的贡献一创建了光量 子理论、狭义相对论和分子运动论。 爱因斯坦在1915年到1917年的3年中，还在3个不同领 域做出了历史性的杰出贡献一建成了广义相对论、辐射量 子理论和现代科学的宇宙论。 爱因斯坦获得1921年的诺贝尔物理学奖
爱因斯坦 20世纪最伟大的物理学家，1879年3月14日 出生于德国乌尔姆，1900年毕业于瑞士苏黎世联邦工业大学。 1905年，爱因斯坦在科学史上创造了史无前例的奇迹。这一 年的3月到9月半年中，利用业余时间发表了6 篇论文，在物 理学 3 个领域作出了具有划时代意义的贡献— 创建了光量 子理论、狭义相对论和分子运动论。 爱因斯坦在1915年到1917年的3年中，还在3 个不同领 域做出了历史性的杰出贡献— 建成了广义相对论、辐射量 子理论和现代科学的宇宙论。 爱因斯坦获得 1921 年的诺贝尔物理学奖
牛 顿 力 学 19世纪后期，经典物理学的三 麦克斯韦电磁场理论 大理论体系使经典物理学已趋 热力学与经典统计理论 于成熟。 两朵小乌云·迈克耳逊 莫雷“以太漂移”实验 。黑体辐射实验 狭义相对论 近代物理学的两大支 柱，逐步建立了新的 量子力学 物理理论。 ◆强调 ·近代物理不是对经典理论的补充，而是全新的理论 ●近代物理不是对经典理论的简单否定
牛 顿 力 学 麦克斯韦电磁场理论 热力学与经典统计理论 两朵小乌云 ⚫ 迈克耳逊——莫雷“以太漂移”实验 ⚫ 黑体辐射实验 强调 ⚫ 近代物理不是对经典理论的简单否定。 ⚫ 近代物理不是对经典理论的补充，而是全新的理论。 狭 义 相 对 论 量 子 力 学 近代物理学的两大支 柱，逐步建立了新的 物理理论。 19世纪后期，经典物理学的三 大理论体系使经典物理学已趋 于成熟
§15.1经典力学的相对性原理 伽利略变换 一，绝对时空观 绝对时间 绝对的、数学的、与物质的存在和运动无关 绝对空间 二经典力学的相对性原理 在所有惯性系中，物体运动所遵循的力学规律是相同的， 具有相同的数学表达形式。或者说，对于描述力学现象的 规律而言，所有惯性系是等价的。 ·经典力学相对性原理与绝对时空观密切相关
绝对时间 绝对空间 绝对的、数学的、与物质的存在和运动无关 在所有惯性系中，物体运动所遵循的力学规律是相同的， 具有相同的数学表达形式。或者说，对于描述力学现象的 规律而言，所有惯性系是等价的。 §15.1 经典力学的相对性原理 伽利略变换 一. 绝对时空观 二. 经典力学的相对性原理 ⚫ 经典力学相对性原理与绝对时空观密切相关
三.伽利略变换 在两个惯性系中分析描述同一物理事件 在t=0时刻，物体在O点，S,S系重合。t时刻，物体到 达P点 S S F(x,y,z,t) F'(xy,z,t） P(c,;t) (x',v,z';t) x,y,t） xy=t) a(x,y,=,t) a(xy,z,t） 0 x 伽利 正变换x'=x-uty=yz'=zt=t 略变 换式 逆变换x=x'+My=yz=z'1=t
三. 伽利略变换 S S r(x,y,z,t) r (x ,y ,z ,t) v(x,y,z,t) v(x ,y ,z ,t) a(x,y,z,t) a'(x ,y ,z ,t) 正变换 x = x −ut y = y 逆变换 伽利 略变 换式 x = x' + ut z' = z t' = t y = y z = z' t = t' 在两个惯性系中分析描述同一物理事件 在 t ＝0 时刻，物体在O 点, S , S' 系重合。t 时刻，物体到 达 P 点 P(x, y, z; t ) (x', y', z'; t') r r u y O z S O' x(x' ) z' y' S