狹義相對論產(chǎn)生實驗基礎(chǔ)和歷史條件

伽利略變換的困難1)

電磁場方程組不服從伽利略變換2)

光速c

3)

高速運動的粒子邁克耳孫-莫雷實驗

測量以太風(fēng)零結(jié)果二、狹義相對論產(chǎn)生的實驗基礎(chǔ)和歷史條件洛侖茲的收縮假設(shè)與變換理論龐加萊的相對性原理解釋天文現(xiàn)象的困難

夜空的金牛座上的“蟹狀星云”，是900多年前一次超新星爆發(fā)中拋出來的氣體殼層。結(jié)論：在25年持續(xù)看到超新星爆發(fā)時發(fā)出的強(qiáng)光。史書記載：強(qiáng)光從出現(xiàn)到隱沒還不到兩年。矛盾從麥克斯韋方程組可得兩條結(jié)論：1、光在真空中的速度是一個恒量，與參考系的選擇無關(guān)。2、電磁現(xiàn)象服從相對性原理。三、愛因斯坦的狹義相對論基本原理1.相對性原理一切物理規(guī)律在任何慣性系中形式相同2.光速不變原理在一切慣性系中，光在真空中的速率恒為c

1

Einstein

的相對性理論是Newton理論的發(fā)展討論一切物理規(guī)律力學(xué)規(guī)律附注：邁克爾孫—莫雷實驗1、建立絕對參照系，并認(rèn)為光在相對于絕對參照系運動的參照系中沿各個方向的速度是不同的。如果能借助某種試驗方法測出光相對于以太的速度，那么以太參照系也就被確定了。2、實驗裝置：邁克耳遜干涉儀，GM1M2TG

M2M2

G（從系看）設(shè)“以太”參考系為S系，實驗室為系G

M1

GG

M2

GM2M1GT儀器可測量精度若將儀器旋轉(zhuǎn)90°，則光程差由正轉(zhuǎn)負(fù)：

人們?yōu)榫S護(hù)“以太”觀念作了種種努力，提出了各種理論，但這些理論或與天文觀察，或與其它的實驗相矛盾，最后均以失敗告終.

實驗結(jié)果

未觀察到地球相對于“以太”的運動.

否定“以太”所引起的困惑：相對性原理只適用于牛頓定律，而不能用于邁克斯韋的電磁場理論。4、實驗結(jié)果：并沒有發(fā)現(xiàn)條紋的移動——即證明以太并不存在。愛因斯坦堅信世界的統(tǒng)一性和合理性否定了牛頓的絕對時空觀，于1905年提出了“狹義相對論”。三、愛因斯坦的狹義相對論基本原理1.相對性原理一切物理規(guī)律在任何慣性系中形式相同2.光速不變原理在一切慣性系中，光在真空中的速率恒為c

1

Einstein

的相對性理論是Newton理論的發(fā)展討論一切物理規(guī)律力學(xué)規(guī)律2光速不變與伽利略變換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(xué)革命性時間標(biāo)度長度標(biāo)度質(zhì)量的測量與參考系無關(guān)速度與參考系有關(guān)(相對性)狹義相對論力學(xué)長度時間質(zhì)量與參考系有關(guān)光速不變(相對性)4.2洛侖茲變換式一、洛侖茲變換的導(dǎo)出尋找重合兩個參考系中相應(yīng)的坐標(biāo)值之間的關(guān)系yy’[s][S’]o