普通物理8名師優(yōu)質(zhì)課賽課一等獎市公開課獲獎課件

第八章狹義相對論基礎8.1經(jīng)典力學相對原理和時空觀一.經(jīng)典力學相對性原理力學現(xiàn)象對全部慣性系，都遵照一樣規(guī)律研究力學規(guī)律時，全部慣性系都是等價靜止勻速物塊二者運動規(guī)律是相同合外力F=0靜止勻速運動以車子為參考系以地球為參考系第1頁x'y'z'o'S'u二.伽利略變換xyzoS——伽利略坐標變換1.伽利略變換第2頁牛頓第二定律在伽利略變換下不變.2.伽利略變換下力學規(guī)律第3頁勻速uS'系(火車):S系(地面):第4頁同理動量守恒在伽利略變換下不變.全部動力學定律在伽利略變換下不變.第5頁三.經(jīng)典力學時空觀1.任何事件所經(jīng)歷時間含有絕對不變量值,與參考系或觀察者相對運動無關(guān);2.空間任何兩點間距離含有絕對不變量值,與參考系或觀察者相對運動無關(guān).S'系:S'系:S系:u吃面S系:(同一時刻t2=t1)第6頁經(jīng)典力學中,時間和空間是彼此獨立,二者之間無任何關(guān)系.絕對時空觀第7頁8.2狹義相對論基本假設洛侖茲變換一.狹義相對論基本假設二.洛侖茲坐標變換1.洛侖茲變換1.相對性原理

物理規(guī)律對全部慣性系都是一樣,不存在任何特殊慣性系;2.光速不變原理

在任何慣性參考系中,光在真空中光速c都相等.S‘相對S系

vO和O’在t=t'=0重合第8頁2.逆變換▲經(jīng)典力學中v<<c伽利略變換第9頁三.相對論速度變換式逆變換第10頁8.3狹義相對論時空觀

一.長度收縮x'y'z'o'S'vxyzoS固有長度L0:物體在靜止時測得兩端點間距離.▲物體靜止放置在S'系中事件:時空坐標(x,y,z,t)第11頁在S系中觀察,物體縮短第12頁▲物體靜止放置在S系中在S'系中觀察,物體縮短★收縮效應是相對第13頁二.時間延緩(鐘慢效應)固有時0:在某參考系中同一地點發(fā)生兩個事件間時間間隔在S'系中,同一地點,不一樣時間(x0',t1')(x0',t2')在S系中觀察反之亦然★鐘慢效應是相對第14頁三.同時相對性在S系中,不一樣地點,同一時間(x1,t)(x2,t)▲經(jīng)典力學中t=t'經(jīng)典力學中,同時性是絕對在S'系中觀察▲相對論中第15頁不一樣時發(fā)生1.洛侖茲變換是基本方程,適合用于任何情況;2.長度收縮,鐘慢效應,同時相對性含有條件限制.長度收縮:物體兩端坐標同時測得;鐘慢效應:同一地點,不一樣時間;同時相對性:不一樣地點,同一時間.例:習題8-13洛侖茲變換★注意:第16頁例:習題8-13洛侖茲變換S系:地S'系:飛船事件:S系:S'系:(x1,t1)(x2,t2)(x'1,t'1)(x'2,t'2)(0,0)(100,10)vvx第17頁8.4相對論動力學一.相對論動量和質(zhì)量經(jīng)典力學中v不停增加質(zhì)量m是與質(zhì)點運動速度無關(guān)常量在恒力作用下，a恒定經(jīng)典力學中,物理學定律在伽利略變換下保持不變1.質(zhì)量mv>c與光速不變原理矛盾質(zhì)量m隨速度而變第18頁靜止質(zhì)量m0:物體在相對靜止參考系測出質(zhì)量m:相對質(zhì)量(與物體運動速度相關(guān))2.相對論動量第19頁二.相對論中能量1.相對論動能靜能E