大學(xué)物理-第十二章

大學(xué)物理狹義相對論/12本章導(dǎo)讀3相對論是關(guān)于時空和引力的基本理論，它可分為狹義相對論和廣義相對論。其中，狹義相對論討論的是做勻速直線運動的參考系（慣性系）之間的物理定律；而廣義相對論則推廣到具有加速度的參考系（非慣性系）中，并在等效原理的假設(shè)下，廣泛應(yīng)用于引力場中。相對論不僅被大量證實，而且已經(jīng)成為近代科學(xué)技術(shù)不可缺少的理論基礎(chǔ)。本章將主要介紹狹義相對論基礎(chǔ)。12.1經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀圖12-1伽利略變換12.1經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀

式（12-4）表明，在相互做勻速直線運動的所有慣性系中，物體的運動都遵從同樣的力學(xué)定律；或者說，在研究力學(xué)定律時，一切慣性系都是等價的。這個原理稱為力學(xué)相對性原理或伽利略相對性原理。經(jīng)典力學(xué)時空觀特征

同時的絕對性

時間間隔的絕對性

空間間隔的絕對性12.2狹義相對論的基本假設(shè)12.2.1狹義相對論的基本原理相對性原理光速不變原理

任何物理定律在任何慣性系中都具有相同的表達形式，即所有慣性系對運動的描述都是等效的。

在所有慣性系中，真空中的光速都是常量，它與光源或觀察者的運動無關(guān)。12.2狹義相對論的基本假設(shè)12.2.2洛倫茲變換——洛倫茲坐標變換12.2狹義相對論的基本假設(shè)12.2.2洛倫茲變換——洛倫茲坐標變換12.2狹義相對論的基本假設(shè)12.2.2洛倫茲變換——洛倫茲速度變換

式（12-6）稱為洛倫茲速度變換式，它保證了光速不變原理。12.3狹義相對論的時空觀12.3.1同時的相對性12.3狹義相對論的時空觀12.3.2時間的延緩12.3狹義相對論的時空觀12.3.3長度的收縮12.3狹義相對論的時空觀12.3.3長度的收縮12.3狹義相對論的時空觀12.3.3長度的收縮12.3狹義相對論的時空觀12.3.3長度的收縮12.3狹義相對論的時空觀12.3.3長度的收縮12.4狹義相對論動力學(xué)的主要結(jié)論12.4.1質(zhì)速關(guān)系12.4狹義相對論動力學(xué)的主要結(jié)論12.4.2相對論動力學(xué)的基本方程12.4狹義相對論動力學(xué)的主要結(jié)論12.4.3質(zhì)能關(guān)系12.4狹義相對論動力學(xué)的主要結(jié)論12.4.3質(zhì)能關(guān)系12.4狹義相對論動力學(xué)的主要結(jié)論12.4.4能量與動能的關(guān)系【例4】由相對論動能公式推導(dǎo)出經(jīng)典力學(xué)中的動能公式。12.4狹義相對論動力學(xué)的主要結(jié)論12.4.4能量與動能的關(guān)系12.4狹義相對論動力學(xué)的主要結(jié)論12.4.4能量與動能的關(guān)系本章小結(jié)1.經(jīng)典力學(xué)時空觀本章小結(jié)2.狹義相對論的基本原理與洛倫茲變換

（1）狹義相對論的基本原理包括：相對性原理，即任何物理定律在任何慣性系中都具有相同的表達形式，所有慣性系對運動的描述都是等效的；光速不變原理，即在所有慣性系中，真空中的光速都是常量，它與光源或觀察者的運動無關(guān)。本章小結(jié)3.狹義相對論的時空觀

狹義相對論的時