1、狭义 相对论,第4章,special relativity,物理学与人类和平的关系,物理学的发展为促进人类和平进程起到了推动的作用。,物理学与物理学人才,在获诺贝尔奖的9位美藉华人中,其中有6位美藉华人获诺贝尔物理学奖,他们是杨振宁、李政道、丁肇中、朱棣文、崔琦、高锟 。,由于研制出了原子弹,才使第二次世界大战提前结束。原子能的和平利用给人类带来巨大的能源。,杨振宁、李政道由于发现宇称不守恒,获1957年诺贝尔物理学奖,丁肇中:祖藉中国山东省日照,由于发现J粒子,获1976年诺贝尔物理学奖。获奖年龄:40岁。,朱棣文:激光冷却和捕获原子的研究获1997年诺贝尔物理学奖。获奖年龄:49岁。,崔琦
2、:1939年出生于中国河南宝丰县。 由于在分数量子霍尔效应量子现象的研究获1998年诺贝尔物理学奖。获奖年龄:59岁。,爱因斯坦: Einstein 现代时空的创始人,二十世纪的哥白尼,Albert Einstein ( 1879 1955 )20世纪最伟大的物理学家, 于1905年和1915年先后创立了狭义相对论和广义相对论。,1905年,爱因斯坦在科学史上创造了史无前例的奇迹。这一年的3月到9月半年中,利用业余时间发表了 6 篇论文,在物理学 3 个领域作出了具有划时代意义的贡献 创建了光量子理论、狭义相对论和分子运动论。爱因斯坦在1915年到1917年的3年中,又在 3 个不同领域做出了
3、历史性的杰出贡献 建成了广义相对论、辐射量子理论和现代科学的宇宙论。 他于1905年提出了光量子假设, 为此他于1921年获得诺贝尔物理学奖, 他还在量子理论方面具有很多的重要的贡献 .,爱因斯坦的哲学观念:自然界应当是和谐而简单的. 理论特色:出于简单而归于深奥.,狭义相对论的建立经历了几十年的时间,1905年爱因斯坦发表了论动体的电动力学宣告了相对论的诞生。,十九世纪末二十世纪初,由于力学、电磁场理论和经典统计物理学的相继建立,不少物理学家认为物理学的大厦已基本建成,物理理论上的一些原则问题已经解决,今后的任务就是在已知规律的公式中的小数点后面加上几位数字就行了,但是好景不长,在物理学晴朗
4、的天空上出现了两朵乌云,,黑体辐射实验,量子理论诞生,当时26岁的爱因斯坦是瑞士专利局的一名雇员,他建立狭义相对论,在国际理论学界已成为知名人士,但瑞士的教授们表示怀疑,不愿接纳这位怪人,在世界上他的知音也寥寥无几,只有德国的理论权威,量子力学的创始人普朗克将爱因斯坦誉为二十世纪的哥白尼。,迈克尔逊干涉仪实验,相对论诞生,近代物理学的两大支柱,逐步建立了新的物理理论。,爱因斯坦对于科学事业的伟大贡献是多方面的。他不仅仅是相对论的创始人,而且是一位多学科的理论研究家。即使他不是相对论的创始人,他仍然是科学史上最伟大的物理学家之一。他的科学业绩主要包括四个方面:早期对布朗运动的研究;狭义相对论的创
5、建;推动量子力学的发展;建立了广义相对论,开辟了宇宙学的研究途径。1905年创建的狭义相对论和1921年创建的广义相对论是爱因斯坦的最重要的科学研究成果,而1921年的诺贝尔物理学奖金则是由于他提出了光的量子概念和发现了光电效应定律而获得的。列宁高度称誉他是一位伟大的自然科学革新家。,时间、长度、质量“同时性”和力学定律的形式是绝对的,物体的坐标和速度、“同一地点”是相对的,一、绝对时空观,绝对时间,绝对空间,绝对的、数学的、与物质的存在和运动无关,二、经典力学的相对性原理,在所有惯性系中,物体运动所遵循的力学规律是相同的,具有相同的数学表达形式。或者说,对于描述力学现象的规律而言,所有惯性系
6、是等价的。,经典力学相对性原理与绝对时空观密切相关,伽利略变换,三、 伽利略坐标和时间变换,在两个惯性系中分析描述同一物理事件,牛顿运动定律具有伽利略变换的不变性,在牛顿力学中,质量与运动无关,力与参考系无关,二、迈克耳孙-莫雷实验 测量以太风 零结果,一、伽利略变换的困难,1) 电磁场方程组不服从伽利略变换 2) 光速c 3) 高速运动的粒子,迈克尔孙 莫雷实验,为了测量地球相对于“以太”的运动 , 1881年迈克尔孙用他自制的干涉仪进行测量(迈克尔逊干涉仪由于可进行精密测量,1907年迈克尔逊获诺贝尔物理学奖), 没有结果 . 1887年他与莫雷以更高的精度重新做了此类实验,仍得到零结果, 即未观测到地球相对“以太”的运动 .,人们为维护“以太”观念作了种种努力, 提出了各种理论 ,但这些理论或与天文观察,或与其它的实验相矛盾,最后均以失败告终 .,诺贝尔物理学获奖证书,设“以太”参考系为S系,实验室为 系,(从 系看),人们为维护“以太”观念作了种种努力, 提出了各种理论 ,但这些理论或与天文观察,或与其它的实验相矛盾,最后均以失败告终 .,但实验观察值小于,实验结果 未观察到地球相对于“以太”的运动.,2012.3.12(9),