h狹義相對論_9

1、1Albert Einstein(1879-1955)第六章狹義相對論基礎第六章狹義相對論基礎Special Relativity2本章本章： 伽利略相對性原理伽利略相對性原理 狹義相對論基本原理狹義相對論基本原理 洛侖茲變換洛侖茲變換 相對論時空觀相對論時空觀 相對論動力學相對論動力學34Mr.Tompkins in Paperback:物理世界奇遇記物理世界奇遇記, 1965年年One, Two, Three.Infinity:從一到無窮大從一到無窮大, 1947年年Thirty Years That Shook Physics: The Story of Quantum Theory:震

2、驚物理學的三十年震驚物理學的三十年: 量子理論的故事量子理論的故事, 1966年年5愛因斯坦愛因斯坦（A.Einstein 1879-1955. ）愛因斯坦愛因斯坦1905年的年的狹義相狹義相對論論文對論論文1921年年諾貝爾獎諾貝爾獎（光電效應）（光電效應）6普朗克普朗克(M.Planck,1858-1947).1918年諾貝爾獎得年諾貝爾獎得主主 ( 能 量 量 子能 量 量 子說說).兩大發(fā)現兩大發(fā)現: “能能量 量 子量 量 子 ” 與與“愛因斯坦愛因斯坦”7質能公式質能公式 1945年年 , 美國在日本廣島和長崎投下兩顆美國在日本廣島和長崎投下兩顆原子彈原子彈 , 造成二十萬人傷亡造

3、成二十萬人傷亡E = m c0028事件事件 任意一個具有確定的發(fā)生任意一個具有確定的發(fā)生時間時間和確定的和確定的發(fā)生發(fā)生地點地點的物理現象的物理現象基本概念基本概念事件和時空變換事件和時空變換 如如“一個粒子在某一時刻出現在某一位置一個粒子在某一時刻出現在某一位置”就是一個事件，粒子出現的時刻和位置就構成就是一個事件，粒子出現的時刻和位置就構成了該事件的時空坐標了該事件的時空坐標在討論時空的性質時，我們總是用事件在討論時空的性質時，我們總是用事件的時空坐標來代表事件，而不去關心事的時空坐標來代表事件，而不去關心事件的具體物理內容，即不去關心到底發(fā)件的具體物理內容，即不去關心到底發(fā)生了什么事情

4、生了什么事情 一個事件發(fā)生的時間和地點，稱為該事件的一個事件發(fā)生的時間和地點，稱為該事件的時空坐標時空坐標Notes9時空變換時空變換 同一事件在兩個慣性系中的時空坐標同一事件在兩個慣性系中的時空坐標和之間的變換關系和之間的變換關系不同形式的時空變換，涉及在不同參考不同形式的時空變換，涉及在不同參考系中對時間和空間的測量，代表不同的系中對時間和空間的測量，代表不同的時空性質，反映不同的時空觀時空性質，反映不同的時空觀x xyy uz zOO ),(),(tzyxtzyxP 事件事件 的關系的關系時空變換時空變換 事件事件),(tzyx),(tzyx 和和Notes106.1伽利略相對性原理伽利

5、略相對性原理 Galilean Relativity 1.伽利略變換伽利略變換 Galilean transformation 設：設：O 系相對系相對O系系 以以 運動運動時間零點為時間零點為O 與與O重合時重合時vXOZYvO Z Y , X P則對于則對于任一事件任一事件(event)P(x x, ,y y, ,z z; ; t t)，有有,xxtyyzzttv伽利略坐標變換伽利略坐標變換11該變換意味著時間獨立于空間，且時間間隔該變換意味著時間獨立于空間，且時間間隔及長度的測量結果與坐標系無關及長度的測量結果與坐標系無關 經典力學的時空觀經典力學的時空觀2.伽利略相對性原理伽利略相對性

6、原理 力學規(guī)律在所有慣性系中都有相同的形式力學規(guī)律在所有慣性系中都有相同的形式FF (力與參考系無關力與參考系無關)mm (質量與運動無關質量與運動無關)e.g.在在O 系中：系中：于是有于是有Fm a (伽利略變換伽利略變換)aa 12光速不服從伽利略速度變換光速不服從伽利略速度變換 （Michelson-Morley實驗）實驗）3.十九世紀末的困惑十九世紀末的困惑電磁場方程組不具有伽利略變換下的不電磁場方程組不具有伽利略變換下的不 變性變性 （服從（服從Lorentz變換）變換）13兩朵烏云兩朵烏云 1900年，開爾文勛爵年，開爾文勛爵 物理學的大廈已經建成，物理學的大廈已經建成，未來的物

7、理學家只需要做些修未來的物理學家只需要做些修修補補的工作就行了。但是，修補補的工作就行了。但是，明朗的天空還有兩朵烏云：一明朗的天空還有兩朵烏云：一朵與黑體輻射有關，另一朵與朵與黑體輻射有關，另一朵與邁克爾遜實驗有關。邁克爾遜實驗有關。開爾文開爾文 1824-190714黑體輻射黑體輻射邁克爾遜邁克爾遜實驗實驗量子論量子論（1900年）年）相對論相對論（1905年）年）15 Michelson Morley1617001 c電磁學理論給出真空中電磁波的傳播速度為電磁學理論給出真空中電磁波的傳播速度為一、光速不變原理一、光速不變原理其中其中 和和 都是與參考系無關的常數。都是與參考系無關的常數。

8、0 0 真空中光速與參考系無關（即與光源的運動和真空中光速與參考系無關（即與光源的運動和觀察者的運動無關）觀察者的運動無關）, 不服從伽利略變換。不服從伽利略變換。1983年國際規(guī)定：年國際規(guī)定：真空中的光速為物理常數為真空中的光速為物理常數為1ms458792299 c181、Michelson-Morlay 實驗實驗（18811887） 當時認為光在當時認為光在“以太以太”（ether）中以速度）中以速度c傳播。傳播。實驗目的：實驗目的：干涉儀干涉儀轉轉90，觀測干涉條，觀測干涉條紋是否移動？紋是否移動？實驗結果：實驗結果：條紋無條紋無移動移動(零結果零結果)。以。以太不存在，光速與太不存

9、在，光速與參考系無關參考系無關地球公轉u二、光速不變二、光速不變原理的實驗驗證原理的實驗驗證設設“以太以太”相對太陽靜止相對太陽靜止1 SG1M2M122 干涉條紋干涉條紋119 19021909 伯爾尼發(fā)明專利局工作伯爾尼發(fā)明專利局工作 初期科研情況：初期科研情況： 19011篇論文篇論文 19022篇論文篇論文 19031篇論文篇論文 19041篇論文篇論文 （“奧林匹亞科學院奧林匹亞科學院”）203月月 解釋光電效應解釋光電效應光子說（光子說（6月發(fā)表）月發(fā)表）4月月 測定分子大小的新方法測定分子大小的新方法博士論文（博士論文（4月提交）月提交）5月月 解釋布朗運動解釋布朗運動（7月發(fā)表

10、）月發(fā)表）6月月 論運動物體的電動力學論運動物體的電動力學狹義相對論（狹義相對論（9月發(fā)表）月發(fā)表）9月月 （11月發(fā)表）月發(fā)表） 愛因斯坦的豐收年愛因斯坦的豐收年2E=mc1905 5篇篇216.2 狹義狹義相對論基本原理相對論基本原理 Fundamentals of Special RelativityIn 1905, Einstein:論動體的電動力學論動體的電動力學 物理規(guī)律對所有慣性系都是一樣的物理規(guī)律對所有慣性系都是一樣的,不存在不存在任何一個特殊的任何一個特殊的(例如例如“絕對靜止絕對靜止”的的)慣性慣性系系相對性原理相對性原理在任何慣性系中在任何慣性系中,光在真空中的速率都相等

11、光在真空中的速率都相等光速不變原理光速不變原理新的時空變換式新的時空變換式22洛倫茲反對愛因斯坦的洛倫茲反對愛因斯坦的觀點，給愛因斯坦的理觀點，給愛因斯坦的理論起了個名字：論起了個名字：H.A.Lorentz1853-19281902年年諾貝爾獎得主諾貝爾獎得主（磁學）（磁學）“洛倫茲變換洛倫茲變換”提出者提出者236.3 洛侖茲變換洛侖茲變換(Lorentz Transformation)對任一事件對任一事件P，有有21 () xvtxv/cy = y z = z1 22vtxct(v/c)(c為為真空中光速真空中光速)XOZYvO Z Y , X P2421() xvtxv/cyyzz21

12、() 2vtxctv/c逆逆變變換換限制限制v cv c 時，退化為伽利略變換時，退化為伽利略變換Notes:記憶法：記憶法：站在等號左邊的慣站在等號左邊的慣性系中看，若等號性系中看，若等號右邊的慣性系沿坐右邊的慣性系沿坐標軸正向運動，則標軸正向運動，則右 邊 分 子 中 取右 邊 分 子 中 取“”,否則取否則取“”不變式：不變式：2222222222tczyxtczyx256.4 狹義狹義相對論時空觀相對論時空觀 View of Space and Time of Special Relativity經典相對論經典相對論時間獨立于空間時間獨立于空間“同時同時”的相對性的相對性時間間隔與坐標

13、系無關時間延緩（膨脹）時間間隔與坐標系無關時間延緩（膨脹）長度測量與坐標系無關長度收縮長度測量與坐標系無關長度收縮261. 同時同時的相對性的相對性 relativity of simultaneity 在某慣性系中在某慣性系中同時發(fā)生于不同地點同時發(fā)生于不同地點的的兩個事件，在另一相對運動慣性系中兩個事件，在另一相對運動慣性系中不一不一定同時定同時發(fā)生發(fā)生假想實驗假想實驗27同時的相對性同時的相對性事件事件 1 ：車廂：車廂后后壁接收器接收到光信號壁接收器接收到光信號事件事件 2 ：車廂：車廂前前壁接收器接收到光信號壁接收器接收到光信號282221txctc vv210 ttt 22201x

14、ccvv1111(,)xyz t),(2222tzyx),(1111tzyx事件事件 2 事件事件 12222(,)xyzt 系系 (車廂參考系車廂參考系 )S 系系 ( 地面參考系地面參考系 ) S 同時不同地同時不同地 S21 0 xxxandxyOS x y12O S y xO12v S29v12 x yOxyO請把你想象成這個小孩請把你想象成這個小孩為為2010級生命學院編級生命學院編30在在 系系同時同地同時同地發(fā)生的兩事件發(fā)生的兩事件 S結論結論 沿慣性系運動方向，沿慣性系運動方向，不同地點不同地點發(fā)生的事件，發(fā)生的事件，在其中一個慣性系中是在其中一個慣性系中是同時同時的，在另一慣

15、性系的，在另一慣性系中中觀察觀察則則不同時不同時，所以同時具有，所以同時具有相對相對意義；只意義；只有在有在同一地點同一地點，同一時刻同一時刻發(fā)生的兩個事件，在發(fā)生的兩個事件，在其他慣性系中觀察也是其他慣性系中觀察也是同時同時的的212100tttxxx 2201txctc vv2在在 S 系中系中此結果反之亦然此結果反之亦然 Note x yOxyOv SS31二決斗士誰先開槍？二決斗士誰先開槍？32思考思考 兩事件兩事件“同地不同時同地不同時”、“同時同同時同地地”、 “不同地不同時不同地不同時”，結果？，結果？在不同慣性系中觀測在不同慣性系中觀測,兩事件的時序兩事件的時序可可能顛倒能顛倒

16、,但因果事件不會如此但因果事件不會如此.2122121212()1()()1 ( / )xxcttttttc vvNote:因果事件間的信號傳遞速率因果事件間的信號傳遞速率:cttxx1212332.時間膨脹時間膨脹(延緩延緩) time dilation 在某慣性系中在某慣性系中發(fā)生于同一地點的兩個發(fā)生于同一地點的兩個 事件事件的時間間隔的時間間隔(原時原時Proper time)，總是，總是小于在另一相對運動慣性系中測到的時間小于在另一相對運動慣性系中測到的時間間隔間隔 假想實驗假想實驗34運運 動動 的的 鐘鐘 走走 得得 慢慢時間的延緩時間的延緩35在在 S 系中觀測兩事件系中觀測兩事

17、件11(,)xt), (2tx), (1tx發(fā)射一光信號發(fā)射一光信號接受一光信號接受一光信號cdttt212時間間隔時間間隔211221tx ctcvv22(,)xt發(fā)射一光信號發(fā)射一光信號接受一光信號接受一光信號222221tx ctcvvxysd1x2xOBByxxyvdOOSSB定義定義原時原時: 同一同一地點發(fā)生的地點發(fā)生的兩兩事件的事件的時間間隔時間間隔即即 t系系同一同一地點地點 B 發(fā)生兩事件發(fā)生兩事件 S362221tx ctc vv0 x221ttc v結論：時間延緩結論：時間延緩運動的鐘走得慢運動的鐘走得慢0ttt 原時原時或曰或曰固有時間固有時間時間間隔時間間隔xysd1

18、x2xOBB37狹義相對論的時空觀狹義相對論的時空觀1. 兩個事件在不同的慣性系看來，它們的空間兩個事件在不同的慣性系看來，它們的空間關系是相對的，時間關系也是相對的，只有將關系是相對的，時間關系也是相對的，只有將空間和時間聯系在一起才有意義空間和時間聯系在一起才有意義2. 時時空不互相獨立，而是不可分割的整體空不互相獨立，而是不可分割的整體3. 光速光速 c 是建立不同慣性系間時空變換的紐帶是建立不同慣性系間時空變換的紐帶2. 時，時， cv tt1. 時間延緩是一種相對效應時間延緩是一種相對效應Note38設想有一光子火箭以設想有一光子火箭以v =0.95c 速率相對地速率相對地球作直線運

19、動，若火箭上宇航員的計時器球作直線運動，若火箭上宇航員的計時器記錄他觀測星云用去記錄他觀測星云用去10min，則地球上的，則地球上的觀察者測得此事用去多少時間觀察者測得此事用去多少時間 ？t 運動的鐘似乎走慢了運動的鐘似乎走慢了0.95cv設火箭為設火箭為 系、地球為系、地球為S系，系，S10 mint解解: :21032.01min10.95 21tc v例例3誰是原時？！誰是原時？！39該效應的其它說法：該效應的其它說法：原時最短原時最短 或或運動的時鐘變慢運動的時鐘變慢Notes:簡式：簡式：021 ( / ) c v403.長度收縮長度收縮 length contraction在某慣性

20、系中一根在某慣性系中一根靜止棒的長度靜止棒的長度(原長原長proper length, or靜長靜長rest length), 總是大總是大于在沿棒長方向運動的慣性系中于在沿棒長方向運動的慣性系中測測到的長到的長度度 41定義定義原長原長: 物體相對靜止時所測得的長度即物體相對靜止時所測得的長度即 l0要求要求21tt 標尺相對標尺相對 系靜止系靜止 S111221xtxc vv222221xtx vvc2121221xxxxv c21lxx 在在 S 系中測量系中測量長度測量的要求長度測量的要求11(,)xt021lxx 在在 系中測量系中測量 S22(,)xt左端點測量左端點測量右端點測量

21、右端點測量xOzs1x 2x 0lxvOzS1x2xyy4222001llclv原長原長或曰或曰固有長度固有長度 當當 時時 10ll 洛倫茲收縮洛倫茲收縮: 運動運動物體在運動方向上長度物體在運動方向上長度收縮收縮 2121221xxxxcv021lxx21lxx 長度收縮是一種長度收縮是一種相對相對效應效應, , 此結果反之亦然此結果反之亦然NotexOzs1x 2x 0lxvOzS1x2xyy4344設想有一光子火箭，相對于地球以速率設想有一光子火箭，相對于地球以速率 v=0.95c飛行，若以火箭為參考系飛行，若以火箭為參考系測測得火得火箭長度為箭長度為15m，問以地球為參考系，此火，問

22、以地球為參考系，此火箭有多長箭有多長 ？ss火箭參照系火箭參照系地面參照系地面參照系解解 ：誰是原長？?。赫l是原長？！015ml 2201llc vm68. 4m95. 01152lm150lvx xy yOO例例6-145該效應的其它說法：該效應的其它說法：“原長最長原長最長” or “縱向運動的棒變短縱向運動的棒變短”簡式：簡式：201( / )llc vNotes:在與運動方向相垂直的方向上，在與運動方向相垂直的方向上，沒有該效應沒有該效應e.g.30 45 ?v4.不變量不變量222222)()()()(tcxtcx46例例6-1已知已知: O 系中系中, 兩事件兩事件 t =0, x

23、 =1 m O 系中系中, x =2 m 求求: O 系中系中, t =?解：解：221 ( / )txctc vv21( / )xtxc vv由由221 ( / )xccvv21(/ )xc v4732cv得得解法二解法二于是于是221 ( / )xctcvvs91077. 52xcv222222)()()()(tcxtcx由由得得22()()xxtc s91077. 548例例6-2靜止的靜止的 介子的壽命介子的壽命 0=2.0 10 6s，在，在實驗室中，其速度實驗室中，其速度v v =0.988c，則其壽，則其壽命命 =。解：解： 0 為原時為原時思考思考 在實驗室中在實驗室中 介子能

24、通過的距離介子能通過的距離?于是于是021 ( / ) c v51.3 10s49高速運動的物體的視覺形象高速運動的物體的視覺形象Visualizing Special Relativity 50 請注意凡是講到運動尺子縮短請注意凡是講到運動尺子縮短之類問題時，總是說之類問題時，總是說“觀測到觀測到”而不是而不是“觀看到觀看到”。 常有相對論的科普文章描寫人常有相對論的科普文章描寫人們看到運動的車輛變短、人變瘦們看到運動的車輛變短、人變瘦等現象。其實運動尺子的縮短效等現象。其實運動尺子的縮短效應只能通過觀測加以證實而不能應只能通過觀測加以證實而不能“看到看到”。 這是因為當我們看一個物體或拍攝

25、一個物體這是因為當我們看一個物體或拍攝一個物體的照片時，記錄到的是同時到達眼睛的視網膜的照片時，記錄到的是同時到達眼睛的視網膜或感光底片的光子?；蚋泄獾灼墓庾?。51 這些光子并不是物體上各點同時發(fā)射出來，這些光子并不是物體上各點同時發(fā)射出來，物體上離開我們較遠的點較早發(fā)出的光子與離物體上離開我們較遠的點較早發(fā)出的光子與離開我們較近的點較遲發(fā)出的光子可能會同時到開我們較近的點較遲發(fā)出的光子可能會同時到達視網膜或感光底片。達視網膜或感光底片。 所以我們看到的高速運動物體的形狀除了所以我們看到的高速運動物體的形狀除了應考慮由相對論效應引起的畸變外，還應考慮應考慮由相對論效應引起的畸變外，還應考慮到

26、由到由光學效應引起的畸變光學效應引起的畸變。 通過分析和計算證明通過分析和計算證明，高速運動的立方體，高速運動的立方體或球體看起來將仍然是立方體或球體，不過轉或球體看起來將仍然是立方體或球體，不過轉了一個角度。因此，必須拋棄看到高速運動的了一個角度。因此，必須拋棄看到高速運動的宇宙飛船或天體收縮的任何希望。宇宙飛船或天體收縮的任何希望。52 The effect of Length Contraction can be measured, but can not be seen We can see the following different scenes of the high spee

27、d bodyspeed: v = 0 v v v See some movies53*6.5 相對論速度變換相對論速度變換 Relativistic Velocity Transformation不同慣性系中速度間的關系不同慣性系中速度間的關系ddxxut 2d()d()cxttxvv2ddddcxttxvv21xxcuuvv2dddd1xtxtcvvO 系中的速度：系中的速度：推導推導5421xxxcuuu vv221( / )1yyxcucuu vv221(/ )1zzxcucuu vv光速變換后光速變換后, 保持不變保持不變.Note:55例例6-4 O 系相對于系相對于O系以系以0.5

28、c的速度沿的速度沿X軸負軸負向運動，從向運動，從O 點沿點沿X軸正向發(fā)出一光波，軸正向發(fā)出一光波，則在則在O系中測得此光波的波速為系中測得此光波的波速為_解：解：光速不變原理光速不變原理 C思考思考 用速度變換計算用速度變換計算?566.6 相對論動力學相對論動力學 Relativistic Dynamics 1.動力學基本方程動力學基本方程dd()ddPmFttv這里這里 , ( )mmv可導出動量定理：可導出動量定理：ddF tp2121dttF tpporNotesddFmtv一般一般572.相對論質量相對論質量推導推導021 ( / )mmc v相對論相對論質量質量運動速率運動速率靜止

29、質量靜止質量See P.319321 若若 m00，則必定，則必定 v c 當當 v c 時，時，mm0 牛頓力學牛頓力學 實驗證明正確實驗證明正確Notes58C SPBS放射源放射源C電容器電容器P感光底片感光底片 均勻磁場均勻磁場B123/cv03 . 06 . 00 . 10/mm q qvB B = q qE v R = mv/q qB B m裝置裝置:原理原理:結果結果:593.相對論動能相對論動能d()dddmFrrtvd()dmFtvd()mvvd()m vv又又021 ( / )mmc v22202()mmmcv22d()2 d0mmm mcvv2d()dmc mvv由由60

30、2ddFrcm設開始時物體靜止設開始時物體靜止，則有，則有02ddmLmFrcm202cmmc 由上式的物理意義知：由上式的物理意義知：kEcmmc202若開始時物體在運動若開始時物體在運動，則有，則有212ddmLmFrcm2122cmcm12kkEE 動能定理動能定理61討論討論 相對論動能與經典動能的關系相對論動能與經典動能的關系.202cmmcEk2021(1)1 ( / )m cc v2210221 0( / )( ) 1m ccr vv2102kEmv當當v v c 時時, 略去余項略去余項 r2(v v)，得，得221022 ( / )( )m ccrvv經典動能經典動能62余項

31、余項2322 7/2( / )3 2( / ) ( )( / ) (0)21 ( / ) ccrcc vvv02102kEmv令令 ，則有，則有e.g.2102/kREmvv/c 0.115 0.346 0.786 0.985R 1.01 1.10 2.00 10.063定義定義：200cmE 靜止能量靜止能量2mcE 相對論總能量相對論總能量4.相對論總能量相對論總能量由由202cmmcEk A= E E= m c2推論推論(質能關系式質能關系式)由動能定理由動能定理: A= Ek功能原理功能原理(質量虧損質量虧損 能量釋放能量釋放)64釋放能量釋放能量: E= m0 c2=2.799 10

32、 12 J1kg核燃料可釋放能量核燃料可釋放能量: 3.35 1014 J(1kg標準煤標準煤可釋放能量可釋放能量: 2.93 107 J)聚變反應：聚變反應：nHeHH10423121反應前，反應前， mi0=8.3486 10 27 kg反應后，反應后， m i0=8.3175 10 27 kge.g.質量虧損質量虧損: m0= mi0- m i0 =3.11 10 29 kg655.動量與能量的關系動量與能量的關系2202)(pcEE相對論相對論總能量總能量靜止靜止能量能量動量動量光子光子E0=0021 ( / )mmc v22202()mmmcve.g.總能量：總能量：E=pc0Epc

33、E66例例6-5 電子的靜止能量約為電子的靜止能量約為0.5MeV,當其速度當其速度為為0.99c時時,其動能為其動能為 MeV，總，總能量為能量為 MeV.解：解：202cmmcEkMeV0 . 32021(1)1 ( / )m cc vkEEE0MeV5 . 3思考思考 按經典力學計算，按經典力學計算，Ek=？67例例6-6 把一個靜止質量為把一個靜止質量為m0的粒子的粒子,由靜止加由靜止加速到速到v v =0.6c,需做的功為需做的功為.計算計算0.6c 0.8c? 0.8c 0.9c?解：解： 功能原理：功能原理：202cmmcA2025. 0cm2021(1)1 ( / )m cc

34、v68Chap.6 SUMMARY狹義相對論的兩條基本原理狹義相對論的兩條基本原理相對性原理相對性原理光速不變原理光速不變原理洛侖茲變換洛侖茲變換XOZYvO Z Y , X P21 ( / )xtxcvvyy zz 221 ( / )txctcvv69狹義相對論時空觀狹義相對論時空觀“同時同時”的相對性的相對性某某 系系 ：同時、不同地：同時、不同地另一系另一系 ：不一定同時：不一定同時221 ()xctc vv SS70時間膨脹時間膨脹(延緩延緩)021 ( / ) c v某某 系：同地、不同時系：同地、不同時( 0)另一系：時間間隔另一系：時間間隔( )變長變長長度收縮長度收縮201 (

35、 / )llc v某某 系：靜止的棒長系：靜止的棒長(l0)另一系：動棒長度另一系：動棒長度(l )縮短縮短71相對論動力學相對論動力學動力學基本方程動力學基本方程ddpFt()pmv不變量：不變量：222222)()()()(tcxtcx72相對論質量相對論質量021 ( / )mmc v動量定理：動量定理：ddF tp2121dttF tppor73動能：動能： Ek=E-E0動量與能量的關系：動量與能量的關系：動能定理：動能定理：A= Ek功能原理：功能原理：A= E相對論能量相對論能量靜止能量：靜止能量：E0=m0c2總能量：總能量： E=mc2E2=E02+(pc)20EpcE74X

36、OZYvO Z Y X xSxNd2010版版 No.5d思考：思考：誰帶誰帶“丿丿”？用正變換逆變用正變換逆變換？換？2010版版 No.230mmv-v= Mv =00MMv =20221mmcMv222mcMc75下列幾種說法下列幾種說法所有慣性系對物理基本規(guī)律都是等價的所有慣性系對物理基本規(guī)律都是等價的.在真空中，光的速度與光的頻率、光源的運在真空中，光的速度與光的頻率、光源的運動狀態(tài)無關動狀態(tài)無關在任何慣性系中，光在真空中沿任何方向的在任何慣性系中，光在真空中沿任何方向的傳播速率都相同傳播速率都相同其中哪些說法是正確的？其中哪些說法是正確的？(A)只有只有正確正確.(B)只有只有正確

37、正確.(C)只有只有正確正確.(D)三種說法都正確三種說法都正確. Chap.6 EXERCISES1.答案：答案：(D)76在狹義相對論中，下列說法中哪些是正確的？在狹義相對論中，下列說法中哪些是正確的？一切物體相對于觀察者的速度都不能大于真一切物體相對于觀察者的速度都不能大于真空中的光速空中的光速質量、長度、時間的測量結果都是隨物體與質量、長度、時間的測量結果都是隨物體與觀察者的相對運動狀態(tài)而改變的觀察者的相對運動狀態(tài)而改變的在一慣性系中發(fā)生于同一時刻、不同地點的在一慣性系中發(fā)生于同一時刻、不同地點的兩個事件兩個事件,在其它一切慣性系中也是同時發(fā)生的在其它一切慣性系中也是同時發(fā)生的慣性系中

38、的觀察者觀察一個與他作勻速相對慣性系中的觀察者觀察一個與他作勻速相對運動的時鐘時，會看到這時鐘比與他相對靜止運動的時鐘時，會看到這時鐘比與他相對靜止的相同時鐘走得慢些的相同時鐘走得慢些(A) (B) (C) (D) 2.答案：答案：(B)77在經典力學中，本題的哪些說法是正在經典力學中，本題的哪些說法是正確的？確的？思考思考783. 在慣性系在慣性系O中發(fā)生于同一地點的兩個事件中發(fā)生于同一地點的兩個事件的時間間隔為的時間間隔為4s，在另一慣性系，在另一慣性系O 中觀察，中觀察，這兩個事件的時間間隔為這兩個事件的時間間隔為5s，問：在，問：在O 系系中這兩個事件發(fā)生的地點間的距離是多中這兩個事件發(fā)生的地點間的距離是多少少?解：解： t = 4s 為原時，有為原時，有21(/ )ttc v得得 v =3c/5將將 t = 4s, t = 5s 代入代入提示：首先應判斷原時提示：首先應判斷原時79于是于是思考