大學(xué)物理第四章－1課件

普通物理學(xué)參考書：●大學(xué)物理學(xué).第三冊,電磁學(xué)

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大學(xué)物理學(xué).第四冊,波動(dòng)與光學(xué)

O4/Z-719B.2/4大學(xué)物理學(xué).第五冊,量子物理

O4/Z-719B.2/5張三慧主編清華大學(xué)出版社●《大學(xué)物理教程》吳錫瓏主編高等教育出版社

●《大學(xué)物理學(xué)習(xí)指導(dǎo)》張孝林主編科學(xué)出版社●相對論在現(xiàn)代導(dǎo)航中的應(yīng)用

TN967.1/F-151費(fèi)?？【幹瘛豆た莆锢砹?xí)題集》雜志:《大學(xué)物理》《工科物理》基本要求:1、上課不遲到、不早退，不無故缺課2、作業(yè)按時(shí)完成，每周二交，周二發(fā)3、平時(shí)成績30％左右，期末成績70%左右聯(lián)系方式：公共郵箱：密碼：800122一、位置矢量（位矢）zyxo位矢:用有向線段表示記作:大小為：位矢的方向：P(x,y,z)1運(yùn)動(dòng)描述的幾個(gè)概念二、位移設(shè)質(zhì)點(diǎn)作曲線運(yùn)動(dòng)t時(shí)刻位于A點(diǎn)，位矢t+t時(shí)刻位于B點(diǎn)，位矢

位移：

在t時(shí)間內(nèi)，位矢的變化量（即A到B的有向線段）zyxoBA在直角坐標(biāo)系中2、瞬時(shí)速度質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻所具有的速度速度的方向?yàn)檐壍郎腺|(zhì)點(diǎn)所在處的切線方向。速度的矢量式：速度的三個(gè)坐標(biāo)分量：ozyxAB速度的大小：t1時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)速度為t2時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)速度為四、加速度加速度是反映速度變化的物理量t時(shí)間內(nèi)，速度增量為：平均加速度結(jié)論：平均加速度的方向與速度增量的方向一致xozy瞬時(shí)加速度：當(dāng)t0時(shí)，平均加速度的極限即為瞬時(shí)加速度。加速度的矢量式：加速度的大?。寒?dāng)t趨向零時(shí)，速度增量的極限方向加速度的方向：絕對時(shí)空觀和伽利略變換長期被奉為絕對真理，

對它們的沖擊最早來自麥克斯韋的電磁場理論表現(xiàn)在兩方面：1、電磁場理論不滿足力學(xué)相對性原理，在伽利略

變換下，電磁場方程形式發(fā)生變化。

2、按照電磁場理論，光是電磁波，并通過媒質(zhì)以

有限的速度傳遞，而實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)光可以在真空中傳播物理學(xué)家假設(shè)存在絕對靜止的參考系“以太”邁克耳孫-莫雷實(shí)驗(yàn)GTS理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生矛盾否定了絕對參考系的存在u一、狹義相對論基本原理：1、狹義相對論的相對性原理：在所有慣性系中，物理定律的表達(dá)形式都相同。2、光速不變原理：在所有慣性系中，真空中的光速具有相同的量值C。物理表明：絕對靜止的參照系不存在§4-1狹義相對論基本原理

洛侖茲變換（1）通過這種變換，物理定律都應(yīng)該保持自己的數(shù)學(xué)

表達(dá)形式不變；

（2）通過這種變換，真空中光的速率在一切慣性系

中保持不變；

（3）這種變換在適當(dāng)?shù)臈l件下（即在低速情況下）

轉(zhuǎn)化為伽利略變換。

洛倫茲（1853——1928）荷蘭物理學(xué)家。變換式原來是洛倫茲在1904年研究電磁場理論時(shí)提出來的，當(dāng)時(shí)并未給予正確解釋。第二年愛因斯坦從新的觀點(diǎn)獨(dú)立地導(dǎo)出了這個(gè)變換式。通常以洛倫茲命名。尋找新的變換形式!能夠滿足狹義相對論基本原理的變換是洛倫茲變換：二、洛侖茲坐標(biāo)變換式oxyzO′Z′Y′X′K’系相對于K系以v

沿x軸作勻速運(yùn)動(dòng)

在t=t′=0時(shí),O與O′重合.P(x,y,z,t)逆變換：

即K系相對于K′系以-v沿x軸作勻速運(yùn)動(dòng)，在t=t′=0時(shí),O與O′重合3、比較

伽利略變換洛侖茲變換反映力學(xué)相對性原理反映相對性原理適用于低速物體

認(rèn)為速度無極限

時(shí)間空間互相獨(dú)立適用于一切物體

速度極限為c

時(shí)間空間不可分隔區(qū)別聯(lián)系低速時(shí),伽利略變換洛侖茲變換例題:一短跑運(yùn)動(dòng)員在地球上以10s時(shí)間跑完100m,在飛行速度為0.98c的飛船上看來,這名選手跑了多長距離?用了多長時(shí)間?解:地球?yàn)镵系,選手起點(diǎn)(x1,0,0,t1),

終點(diǎn)(x2,0,0,t2)x2-x1=100mt2-t1=10s飛船為系由洛侖茲坐標(biāo)變換：這名選手跑了的距離，用了50.25s時(shí)間相對論速度變換相對論速度逆變換S（地球）飛船B解：（1）A看B：如圖：由題意知代入公式得（2）B看A：如圖：由題意知S（地球）代入公式得飛船A例、一粒子以0.05C的速率相對實(shí)驗(yàn)室參考系運(yùn)動(dòng)。此粒子衰變時(shí)發(fā)射一個(gè)電子，電子相對于粒子的速率為0.8C，電子的衰變方向與粒子運(yùn)動(dòng)方向相同。求電子相對于實(shí)驗(yàn)室參