课件39张PPT。洛仑兹变换问题的起源 相对于不同的参考系，物理的基本规律的形式完全一样吗？ 相对于不同的参考系，时间的测量结果和长度的测量结果是一样的吗？ 相对于不同的参考系，同一事件发生的时间和地点是相同的吗？ 下面我们只在不同的惯性系中讨论这些物理学中的基本问题，首先介绍所谓的伽利略变换，并讨论力学相对性原理。明确研究的问题: 事件：某一时刻发生在某一空间位置的事例。 例如：车的出站、进站，火箭的发射，导弹的 爆炸， 部队的出发，总攻的发起，城市的攻占 在坐标系中，一个事件对应于一组时空坐标 (x,y,z,t).两组时空坐标之间的关系称为坐标变换在两个惯性系（实验室参考系S与运动参考系S'）中考察同一物理事件1. 伽利略相对性原理两个惯性参考系 如图，S，S'相应坐标轴保持平行，X，X' 轴重合， S' 相对 S 以速度 u 沿X轴作匀速直线运动。伽利略相对性原理事件： t 时刻，物体到达 P 点伽利略变换伽利略相对性原理加速度变换正逆惯性系伽利略相对性原理据伽利略变换，可得到经典时空观（1）同时的绝对性在同一参照系中，两个事件同时发生据伽利略变换，在另一参照系中，在其他惯性系中，两个事件也一定同时发生。同时性的绝对性。2.经典力学时空观 对于不同的惯性系，电磁现象基本规律的形式是一样的吗 ？ 对于两个不同的惯性参考系 , 光速满足伽利略变换吗 ？§ 狭义相对论基本原理 洛仑兹变换1.狭义相对论的基本原理1) 电磁场方程组不服从伽利略变换 2) 光速c是常量———不论从哪个参考系中测量迈克耳逊—莫雷（Michelson—Morleg）实验 以伽利略变换为基础来观测地球上各个方上光速的差异。由于地球自转，据伽利略变换，地球上各个方向上光速是不同的，在随地球公转的干涉仪中应可观测到条纹的移动。 迈克耳逊—莫雷实验没有观测到预期的条纹移动，称为零结果，说明光速不变。牛顿力学的困难 迈克耳孙干涉仪光路及结构单色光源迈克耳孙－莫雷实验示意图 oM1M2SGl1固定镜可动镜G1Pl2·地球自转方向?将整个实验装置旋转900，发现条纹几乎没有变化。 注意：以太为绝对参考系，地球为运动参考系。 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 .爱因斯坦提出： （1）一切物理规律在任何惯性系中形式相同，所有的 惯性系对于描述物理现象都是等价的。 ——— 相对性原理 （2）在彼此相对匀速运动的任一惯性参考系中，所测 得的光在真空中的传播速度都是相等的。 即光在真空中的速度与发射体的运动状态无关 ——— 光速不变原理狭义相对论的基本原理 狭义相对论的基本原理原点重合时，从原点发出一个光脉冲，其空间坐标为：由光速不变原理：例1：一短跑选手，在地球上以10s的时间跑完100m，在飞行速率为0.8c的沿着相同方向飞行的飞船中观测者看来，这个选手跑了多长时间（设飞船沿跑道的竞跑方向航行）？例题 甲乙两人所乘飞行器沿X 轴作相对运动。甲测得两个事件的时空坐标为x1=6?104m ， y1=z1=0，t1=1?10-4 s ； x2=12?104m， y2=z2=0， t2=2?10-4 s，若乙测得这两个事件同时发生于t’ 时刻，问： （1）乙对于甲的运动速度是多少？ （2）乙所测得的两个事件的空间间隔是多少？洛仑兹变换可知, 乙所测得的这两个事件的时间间隔是洛仑兹变换由此解得乙对甲的速度为 根据洛仑兹变换可知, 乙所测得的两个事件的空间间隔是洛仑兹变换说 明b. 在洛仑兹速度变换下，光速不变。洛仑兹变换例：有一艘飞船以0.9c的速度相对于地面匀速飞行，在飞船上相对于飞船以光速c向前和向后发射两束光，求这两束光相对于地面的速度。u＝0.9ccc ... ...
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