第六章 狭义相对论
主要内容:讨论局限于惯性系的狭义相对论的时空理论,相对论电动力学以及相
对论力学
一.狭义相对论基本原理:
1、相对性原理(伽利略相对性原理的自然扩展) (1)物理规律对于所有惯性系都具有完全相同的形式。 (2)一切惯性系都是等价的,不存在绝对参照系 2、光速不变原理
真空中光速相对任何惯性系沿任何一个方向大小恒为c,且与光源运动速度无关。
二.洛仑兹变换:
x'
y'y
坐标变换:z'z
vt2x
t'
x
yy'zz'
vt'2x
t
逆变换:
速度变换:ux
uxv1
vuxc
2
,
uy
1
xc
2
,
uz
1
xc
2
三.狭义相对论的时空理论:
1.同时是相对的:在某一贯性参考系上对准的时钟,在另一相对运动的贯性参考系观察是不对准的。
2.运动长度缩短:沿运动方向尺度收缩。其中v是物体相对静止系的速度;
ll
3.运动时钟延缓:运动物体内部发生的自然过程比静止的钟测到的静止物
体内部自然过程经历的时间延缓。
t
2
c
2
⑴ 运动时钟延缓:
2
c
2
1t只与速度有关,与加速度无关;
⑵ 时钟延缓是相对的,但在广义相对论中延缓是绝对的; ⑶ 时钟延缓是时空的另一基本属性,与钟的内部结构无关; ⑷ 它与长度收缩密切相关。 四.电磁场的洛仑兹变换:
B1B1
EE11
v
E(EvB)B(BE3) 222322
cE(EvB)
323
v
B(BE2)323
c
五.相对论力学: 1.运动质量:
m
pmv
2
.相对论动量:
3.质能关系:物体具有的能量为
Wm2c4
.相对论动能:TWW05.相对论力学方程:
dpF
dt
c
4
2
2
m0cmm0c
2
Fv
dWdt
本章重点:1、狭义相对论基本原理、洛仑兹变换并熟练利用洛仑兹变换解决具
体问题
2、理解同时的相对性和尺缩、钟慢效应,并会利用相关公式计算.
3、了解相对论四维形式和四维协变量
4、了解相对论力学的基本理论并解决实际问题 本章难点:1、同时的相对性、时钟延缓效应的相对性 2、相对论的四维形式
3、电动力学的相对论不变性的导出过程
第六章 狭义相对论
主要内容:讨论局限于惯性系的狭义相对论的时空理论,相对论电动力学以及相
对论力学
一.狭义相对论基本原理:
1、相对性原理(伽利略相对性原理的自然扩展) (1)物理规律对于所有惯性系都具有完全相同的形式。 (2)一切惯性系都是等价的,不存在绝对参照系 2、光速不变原理
真空中光速相对任何惯性系沿任何一个方向大小恒为c,且与光源运动速度无关。
二.洛仑兹变换:
x'
y'y
坐标变换:z'z
vt2x
t'
x
yy'zz'
vt'2x
t
逆变换:
速度变换:ux
uxv1
vuxc
2
,
uy
1
xc
2
,
uz
1
xc
2
三.狭义相对论的时空理论:
1.同时是相对的:在某一贯性参考系上对准的时钟,在另一相对运动的贯性参考系观察是不对准的。
2.运动长度缩短:沿运动方向尺度收缩。其中v是物体相对静止系的速度;
ll
3.运动时钟延缓:运动物体内部发生的自然过程比静止的钟测到的静止物
体内部自然过程经历的时间延缓。
t
2
c
2
⑴ 运动时钟延缓:
2
c
2
1t只与速度有关,与加速度无关;
⑵ 时钟延缓是相对的,但在广义相对论中延缓是绝对的; ⑶ 时钟延缓是时空的另一基本属性,与钟的内部结构无关; ⑷ 它与长度收缩密切相关。 四.电磁场的洛仑兹变换:
B1B1
EE11
v
E(EvB)B(BE3) 222322
cE(EvB)
323
v
B(BE2)323
c
五.相对论力学: 1.运动质量:
m
pmv
2
.相对论动量:
3.质能关系:物体具有的能量为
Wm2c4
.相对论动能:TWW05.相对论力学方程:
dpF
dt
c
4
2
2
m0cmm0c
2
Fv
dWdt
本章重点:1、狭义相对论基本原理、洛仑兹变换并熟练利用洛仑兹变换解决具
体问题
2、理解同时的相对性和尺缩、钟慢效应,并会利用相关公式计算.
3、了解相对论四维形式和四维协变量
4、了解相对论力学的基本理论并解决实际问题 本章难点:1、同时的相对性、时钟延缓效应的相对性 2、相对论的四维形式
3、电动力学的相对论不变性的导出过程