分析成果第四章4-1a

1、 19世紀,一些人認為電磁波和機械波一樣,是在某一種媒質(zhì)中傳播的,該媒質(zhì)被稱為“以太”.認為以太是絕對靜止的,并彌漫于整個宇宙間,無色無味,具有極大的彈性模量,但又不產(chǎn)生任何阻力等一些特性。 在茫茫以太的海洋中漂泊的觀察者乘坐的航船是地球,地球以怎樣的速度在以太的海洋中航行,在其中飛行的地球上應該感到迎面吹來的以太風。如果在地面上讓光線在平行和垂直于以太風的方向上傳播,它們應有不同的速度。 1887年,美國物理學家邁克爾遜和莫雷為證明以太的存在一起設計了測量地球在以太中運動速度的實驗牛頓力學的困難4-1狹義相對論基本原理 洛倫茲變換一、狹義相對論的基本原理邁克爾遜和莫雷實驗裝置若地球相對以太以

2、 v 運動，則以太風從右邊吹來。若地球相對以太以 v 運動，則以太風從右邊吹來。1.在實驗室S系觀察光從G1M1光速 c v 頂風，光從M1G1光速 c +v 順風，來回時間2.在實驗室S系觀察光從G1M2光速光從M2G1光速來回時間兩束光到望遠鏡的時間差：3.將儀器旋轉(zhuǎn)90兩路光到望遠鏡的時間差為： 如果實驗前提正確，應該觀察到0.4條的條紋移動?？墒撬麄儧]有得到應有結(jié)果。后來又在德國、美國、瑞士多次重復該實驗，得到的仍然是 “0結(jié)果”。邁克爾遜在 70 高齡時仍在做這方面的工作。 愛因斯坦邁出了決定性的一步，斷然否定了絕對時空觀并在此基礎上創(chuàng)立了相對論。愛因斯坦提出：（1）一切物理規(guī)律在任

3、何慣性系中形式相同 相對性原理（2）光在真空中的速度與發(fā)射體的運動狀態(tài)無關 光速不變原理狹義相對論的基本原理2) 光速不變與伽利略的速度相加原理針鋒相對3) 觀念上的變革牛頓力學均與參考系無關狹義相對論力學長度、時間測量的相對性（與參照系有關）光速不變速度與參考系有關(相對性)時間標度長度標度質(zhì)量的測量1) 愛因斯坦的理論是牛頓理論的發(fā)展愛因斯坦相對論適用于一切物理規(guī)律。牛頓理論適用于力學規(guī)律。注意：問題：尋找對同一客觀事件兩個參考系中相應的坐標值之間的關系重合，且在此發(fā)出閃光。經(jīng)一段時間光傳到 P 點（事件）在約定的系統(tǒng)中，二、 洛侖茲變換坐標變換式或令則正變換逆變換正變換伽利略變換2) v

4、 c , 1變換無意義速度有極限時間 與 均有關，為時空坐標；討論：例題4-1 甲乙兩人所乘飛行器沿ox 軸作相對運動。甲測得兩個事件的時空坐標為x1=6104m ， y1=z1=0，t1=210-4 s ； x2=12104m， y2=z2=0， t2=110-4 s，若乙測得這兩個事件同時發(fā)生于t 時刻，問： （1）乙對于甲的運動速度是多少？ （2）乙所測得的兩個事件的空間間隔是多少？解：（1）設乙對甲的運動速度為 ，由洛侖茲變換可知, 乙所測得的這兩個事件的時間間隔是按題意，, 代入已知數(shù)據(jù)，有由此解得乙對甲的速度為（2）根據(jù)洛侖茲變換可知, 乙所測得的兩個事件的空間間隔是 選擇進入下一節(jié)4-0 教學基本要求4-1 狹