1、1,一、狭义相对论的两条基本原理,相对性原理:所有物理定律在一切惯性系中都具有相同的形式。或者说所有惯性系都是平权的,在它们之中所有物理规律都一样。,光速不变原理:所有惯性系中测量到的真空中光速沿各方向都等于c,与光源和观察者的运动状态无关。,2,说明同时具有相对性,时间的量度是相对的 .,和光速不变紧密联系在一起的是:在某一惯性系中同时发生的两个事件,在相对于此惯性系运动的另一惯性系中观察,并不一定是同时发生的 .,3,二、洛仑兹变换,S系和S系是两个相对作匀速直线运动的惯性系,SS,SS,4,式中,*三 洛仑兹变换式的推导,1、L变换是爱因斯坦狭义相对论时空观的数学表达式。,(各个惯性系中
2、的时间、空间量度的基准必须一致),5,2、L变换说明了,时空是物质的一种基本属性。,时、空不再分离,而是统一的整体,与物质的运动相关。在相对论的时、空观中,不存在空无一物的时、空点。在统一四维时空中的一个时、空点对应着一个具体的事件。,3、物质运动的极限速度为真空中的光速度c 。,4、L变换是比G变换更具普遍意义的变换。,6,当uC时,当uc时,L变换确实回到G变换,故知满足G变换的牛顿定律,只能在低速范围内成立;而要想保证所有的物理规律在所有的惯性系中保持不变,只有L变换才能完成。,7,四 洛仑兹速度变换,对其求微分,得,设S系中有质点A以 的速度匀速运动,且在t时刻,其坐标为(t,x,y,z),S系测得A质点的时空坐标为(t,x,y,z),则由L变换有:,8,9,由 SS系,由 SS系,式中u是S系相对于S系沿x轴的相对速度,10,在 平行于x轴的特殊情况下, ,,在 平行x轴的特殊情况下,,11,例3-1有一辆火车以速度u相对地面作匀速直线运动.在火车上向前和向后射出两道光,求光相对地面的速度.,解 以地面为S系,火车为S系,,光向前的速度,光向后的速度,12,例3.2 设有两个火箭A,B相向运动,在地面测得A,B的速度沿x轴正方向各为vA0.9c,vB0.9c.试求它们相对运动的速度.,解 设地球为参考系S,火箭A为参考系S.,同样可得A相对B的速度,