西南交通大学：《大学物理》课程教学资源（PPT课件讲稿）第三篇 相对论和时空 第六章 狭义相对论 第一节 力学相对性原理、伽利略变换 第二节 狭义相对论的基本原理、洛仑兹变换 第三节 狭义相对论时空观

大学物理 两朵乌云—暴风骤雨20世纪初物理学危机 物理学正在临产中,它孕育着的新理论将要诞生了。 列宁 新理论:相对论、量子力学, 深刻影响现代科技和人类生活 相对论的思想基础:对称性观念 物理规律不因人(参考系)而异,参考系变换应 该是物理定律的对称操作。 切惯性系对物理定律等价——狭义相对论 惯性系和非惯性系对物理定律等价—一广义相对论 第6页共49页

大学物理 第6页 共49页 两朵乌云——暴风骤雨——20世纪初物理学危机 物理学正在临产中，它孕育着的新理论将要诞生了。 —— 列宁 新理论：相对论、量子力学， 深刻影响现代科技和人类生活 相对论的思想基础：对称性观念 物理规律不因人（参考系）而异，参考系变换应 该是物理定律的对称操作。 一切惯性系对物理定律等价 —— 惯性系和非惯性系对物理定律等价 ——

大学物理 力学相对性原理 狭义相对性原理对称性扩展 广义相对性原理 相对论并不神秘——摆脱日常生活经验的束缚 自觉地进行理性思维训练。 重点:相对论基本原理; 洛仑兹变换; 时空观、物质观的深化。 第7页共49页

大学物理 第7页 共49页 相对论并不神秘 —— 摆脱日常生活经验的束缚， 自觉地进行理性思维训练。 对称性扩展 力学相对性原理 狭义相对性原理 广义相对性原理 : 相对论基本原理； 洛仑兹变换； 时空观、物质观的深化

大学物理 第六章狭义相对论 第一节力学相对性原理伽利略变换 力学相对性原理 力学定律在一切惯性系中数学形式不变。 理解 体现对称性思想—对于描述力学规律而言, 切惯性系彼此等价。 >在一个惯性系中所做的任何力学实验,都不 能判断该惯性系相对于其他惯性系的运动。 第8页共49页

大学物理 第8页 共49页 力学定律在一切惯性系中数学形式不变。 理解  体现对称性思想 —— 对于描述力学规律而言， 一切惯性系彼此等价。  在一个惯性系中所做的任何力学实验，都不 能判断该惯性系相对于其他惯性系的运动。 第六章 狭义相对论

大学物理 伽利略对匀速直线运动船舱内现象生动描述 c (b) 变换 一个参考系的描述 另一参考系的描述 或操作 第9页共49页

大学物理 第9页 共49页 伽利略对匀速直线运动船舱内现象生动描述 一个参考系的描述 另一参考系的描述 变换 或操作

大学物理 二、伽利略变换 s系和S系坐标轴相互平行, S系相对于S系沿+x方向以速率u运动, 当O和O′重合时,令t=t=0 S系S系 X 第10页共49页

大学物理 第10页 共49页 S系 和 S 系 坐标轴相互平行, S系 相对于 S系 沿 +x 方向以速率 u 运动， 当 O 和 O 重合时，令 t  t  0 x x  y y  z z  o o  S系 S 系 u 