哈工大大学物理(马文蔚教材)第18章相对论精品PPT课件
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本——哈工大版理论力学课件(全套)
连，在图示位置圆柱作纯滚动，中心速度为vA，杆与水平线 的夹角=450，求该瞬时系统的动能。
解： T TA TAB
P
B
TA 3 Mv A 2 4
P为AB杆的瞬心 vA
PAw
C
vA
A
vA
wΑΒ lsin
JP 1 ml 2 3
TAB
2 JP wA2B
1 6si2n
mv 3
mvA2 AT
11 12
9M 4m 2 vA
z1 O
M
M2
mg z2
y
代入功的解析表达式得
z2
W 12 (mg)dz mg(z z z1
x
1 2)
质点系： W W imig(zi1 zi2) mg(zC1 zC2)
质点系重力的功，等于质点系的重量与其在始末位置重 心的高度差的乘积，而与各质点运动的路径无关。
h
4
理论力学
4
2、弹性力的功 弹簧原长l0，作用点的轨迹为图示曲线A1A2。在弹性极限内F k(r l0)r 0 k—弹簧的刚性系数，表示使弹簧发生单位变形时所需的力(N/m)。
F s
M1
s
2
单位：焦耳（Ｊ）； 1J 1Nm
h
理论力学
F M2
2
2
2
二、变力的功 设质点M在变力F的作用下沿曲线运动，力F在微小弧
段上所作的功称为力的元功，记为dW，于是有
δW Fcos ds
ds M'
M2
力F在曲线路程M1M2中作功为
M
W
s
F cosds
0
自然法表示的 功的计算公式
dr F
等于零，但变形体内力功之和不为零。
解： T TA TAB
P
B
TA 3 Mv A 2 4
P为AB杆的瞬心 vA
PAw
C
vA
A
vA
wΑΒ lsin
JP 1 ml 2 3
TAB
2 JP wA2B
1 6si2n
mv 3
mvA2 AT
11 12
9M 4m 2 vA
z1 O
M
M2
mg z2
y
代入功的解析表达式得
z2
W 12 (mg)dz mg(z z z1
x
1 2)
质点系： W W imig(zi1 zi2) mg(zC1 zC2)
质点系重力的功，等于质点系的重量与其在始末位置重 心的高度差的乘积，而与各质点运动的路径无关。
h
4
理论力学
4
2、弹性力的功 弹簧原长l0，作用点的轨迹为图示曲线A1A2。在弹性极限内F k(r l0)r 0 k—弹簧的刚性系数，表示使弹簧发生单位变形时所需的力(N/m)。
F s
M1
s
2
单位：焦耳（Ｊ）； 1J 1Nm
h
理论力学
F M2
2
2
2
二、变力的功 设质点M在变力F的作用下沿曲线运动，力F在微小弧
段上所作的功称为力的元功，记为dW，于是有
δW Fcos ds
ds M'
M2
力F在曲线路程M1M2中作功为
M
W
s
F cosds
0
自然法表示的 功的计算公式
dr F
等于零，但变形体内力功之和不为零。
大学物理相对论ppt课件
vy 0
vz 0
5
6-3 狭义相对论的时空观
一、同时的相对性
事件1
S 系
( x1, t1)
事件2 ( x2 , t2 )
两事件同时发生
t1 t2 t t2 t1 0
S系
( x1 , t1 ) ( x2 , t2 )
？ t t2 t1
6
6-3 狭义相对论的时空观
一、同时的相对性
S
以爱因斯坦火车为例
3600
4.5
y
33
6-3 狭义相对论的时空观
例8：半人马星座a星是距太阳最近的恒星，它距地
球 S 4.3 ,1设0有16 m一宇宙飞船自地球飞到该星，飞船
对地速度v=0.99c，地球上的钟测得多少年？若以 飞船上的钟计算，又为多少年？ 解：以飞船上的钟计算：
t t t 1t
t 1 0.9992 4.5 0.（2 年）
两端坐标之差就是物体长度。
原长 棒相对观察者静止时测得的它的长度
（也称静长或固有长度）。
棒静止在S'系中 l0是静长
S系测得棒的长度值是什么呢？
动长（测量长度） 13
6-3 狭义相对论的时空观
二.长度的相对性
运动的棒变短
事件1：测棒的左端
S S
u
事件2：测棒的右端 由洛仑兹变换
x x ut
1 u2 c2
解：1、若不考虑相对论效应，则有
lp v 0 0.75 3108 2.6108 5.85(m)
2、若考虑相对论效应，则有
0
2.6 108 1 0.752
3.9108(s)
l v 0.75 3108 3.9108 8.78(m)
大学物理课件--相对论 ppt课件
▲电磁场的物质性与以太的否定。
2. 光速不变原理
在一切惯性系中，光在真空中沿各个方向传 播速度都是C，跟光源与观察者相对速度无关。
基点：电磁理论和迈克p尔pt课件逊实验结果
10
二、洛仑兹变换
前提：♠ 满足光速不变原理和狭义相对性原理
♠ 当u<<c时，换原为伽利略变换
表示：取如下线性变换
x' a11x a12t y' y z' z t ' a21 x a22t
x2 )
ppt课件
13
t2'
t1'
[(t2
t1 )
u c2
( x2
x1 )]
1o 若 x2 x1 t2 t1 则 t2' t1'
—— 在 S 系中同一地点同时发生两件事
，在 S´ 系中也是同时发生。
2o 若 x2 x1 t2 t1 则 t2' t1'
—— 称为同时的相对性
表述2：力学规律在所有惯性系中都是等价的，具 有相同形式。
二、伽利略变换
——相对性原理的数学表达式，是建立在经典时
空观基础上的不同参照系之间的时空变换关系。
ppt课件
3
S与S´关系如下：
x' x ut y' y z' z
x x ut
y y z z
y
y' u
S
S'
P(x, y,z,t)
P(x', y', z',t')
o
哈工大大学物理课件(马文蔚教材)-第1章力学
dv 解： 由 a dt
1-2
加速度为恒矢量时的质点运动
dv adt
瞬时速度矢量
r r0
v
v0
dv adt
0 t
t
v v0 at
由
v v0 at
dr (v0 at )dt
0
1 2 r r0 v0t at 2
位移
dr (t ) v dt
j
该式也叫质点的运动函数或运动方程。
r x2 y 2 z 2 x y z cos cos cos r r r
四.位移:
A Z z
y
P
o
r
n
A
x
B
k
M
i
B
X
S
r r (t t ) r (t ) r2 r1 ( x2 x1 )i ( y2 y1 ) j ( z2 z1 )k
dv x d 2 x ax 2 dt dt dv y d 2 y ay 2 dt dt dvz d 2 z az 2 dt dt
质点运动状态
质点运动学中的正反问题： 位矢 r (t )
{
dr ( t ) 瞬时速度矢量 v dt
质点运动状态变化
{
位移
dv d 2 r ( t ) 瞬时加速度矢量 a dt dt 2
d dx dy dz ( xi yj zk ) i j k dt dt dt dt
dx vx dt dy vy dt dz vz dt
质点运动学中： 质点运动状态
{
位矢
1-2
加速度为恒矢量时的质点运动
dv adt
瞬时速度矢量
r r0
v
v0
dv adt
0 t
t
v v0 at
由
v v0 at
dr (v0 at )dt
0
1 2 r r0 v0t at 2
位移
dr (t ) v dt
j
该式也叫质点的运动函数或运动方程。
r x2 y 2 z 2 x y z cos cos cos r r r
四.位移:
A Z z
y
P
o
r
n
A
x
B
k
M
i
B
X
S
r r (t t ) r (t ) r2 r1 ( x2 x1 )i ( y2 y1 ) j ( z2 z1 )k
dv x d 2 x ax 2 dt dt dv y d 2 y ay 2 dt dt dvz d 2 z az 2 dt dt
质点运动状态
质点运动学中的正反问题： 位矢 r (t )
{
dr ( t ) 瞬时速度矢量 v dt
质点运动状态变化
{
位移
dv d 2 r ( t ) 瞬时加速度矢量 a dt dt 2
d dx dy dz ( xi yj zk ) i j k dt dt dt dt
dx vx dt dy vy dt dz vz dt
质点运动学中： 质点运动状态
{
位矢
2024版大学物理学(全套课件下册)马文蔚
态的变化过程。
宇宙的基本规律和演化
03
研究宇宙的大尺度结构、天体演化、宇宙起源和演化等基本问
题。
物理学的研究方法和意义
实验方法 通过实验手段观测和测量物理现象， 验证物理规律和理论。
理论方法
通过数学和物理理论，建立物理模型 和理论框架，解释和预测物理现象。
计算方法
利用计算机进行数值模拟和计算，研 究复杂物理系统的性质和行为。
物理学的意义
物理学的研究不仅有助于人类认识自 然规律，也为其他科学和工程领域提 供了基础理论和技术支持。
大学物理学的课程内容和要求
课程内容
大学物理学通常包括力学、热学、 电磁学、光学、近代物理等基础 内容，以及一些拓展内容，如相 对论、量子力学等。
课程要求
学生需要掌握基本的物理概念、 原理和定律，具备分析和解决物 理问题的能力，同时培养实验技 能和科学思维方法。
利用几何光学原理设计的仪 器，如显微镜、望远镜、照
相机等。
利用全反射原理实现光信号 在光纤中的长距离传输，具 有传输容量大、抗干扰能力
强等优点。
利用受激辐射原理产生高强 度、高单色性、高方向性的 光束，广泛应用于工业加工、
医疗、科研等领域。
利用光学系统对信息进行变 换和处理，如全息照相、光
学计算机等。
02
03
磁感应强度
描述磁场强弱和方向的物 理量。
毕奥-萨伐尔定律
计算电流元在空间中产生 磁场的定律。
磁场对电流的作用
探讨磁场对通电导线的作 用力，即安培力。
电磁感应
1 2
法拉第电磁感应定律 描述磁场变化时会在导体中产生感应电动势的定 律。
楞次定律
判断感应电流方向的定律，即感应电流的磁场总 是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
哈工大大学物理课件(马文蔚教材)-第1章力学
结语
1 力学教育的重要性
力学教育是一个完整的物理课程的核心，是各种工程和科学领域成功的关键。
2 对未来学生的启示
力学对所有学生都有重大意义，是培养他们成为更好的科学家和工程师的必要过程。
课程内容适用于各种工程和科学 领域，帮助学生建立牢固的基础。
力学主题与重要性
1
物理学基础
强化物理学概念，涵盖了牛顿三定律以及其他物理学基础。
2
应用广泛
力学是物理学分支的核心，对各种领域都有重大单果。
3
思维训练
强求物理学思维和技能，培养相应能力，提升学生成为更优秀的物理科学家或工 程师。
基本概念
物理学与力学的定义
物理学是一门研究物质本质的自然科学，而力 学是物理学最基本的分支之一。
牛顿三定律的解释与应用
牛顿三定律是物理学中的基本定理，被广泛应 用于各种工程和科学领域。
质点、质量、力的概念
质点是指在物理问题中被简单地看作质点运动 的物体，质量是质点所具有的固有量度，而力 是物理学中最基本的物理量之一。
施密特原理与相对论运动学的简介
哈工大大学物理课件(马 文蔚教材)-第1章力学
在哈尔滨工业大学的物理课程中，马文蔚的力学教材是必不可少的。本章介 绍了力学这个重要的物理学分支，并解释了一些关键概念。
教材介绍
严谨详尽
由哈工大的教授编写，有趣的漫画， 让学生更好地理解物理学概念。
实用性强
施密特原理和相对论运动学是物理学中的重要 概念，用于描述物理学的运动和惯性。
运动学基础
位移、速度和加速度的概念
位移、速度和加速度是物理学运 动学的基本概念。
直线运动和非直线运动的 描述
直线运动和非直线运动分别是基 于直线方向的运动和不规则方向 的运动。
大学物理相对论课件
实验结果：没发现地球相对以太的运动！ 实验结果排除了“以太”参考系的存在。
二．洛伦兹变换 O、O重合时， t=t=0 1 v 1 2 c
y S O z
y
v
P
x
S
z O
x
y=y z=z 比较正变换与逆变换: vx t (t 2 ) c 带撇与不带撇互换、负号与正号互换 有撇 无撇 正变换S (S) 1) 洛伦兹变换是同一事件在 说明： 逆变换? S(S ) 推导过程略 两个惯性系中的两组时空坐标间的 x ( x vt ) 变换方程。 y=y 即：同一个研究“对象”被两个参 z=z 考系的观察者研究。 “二看一”！ 无撇 有撇
二、 迈克尔孙-莫雷实验 1．光速问题引起的矛盾 (1)．由麦克斯韦方程组得： 真空中的光速不变。 电磁波速(理论值)：
0 0 结论： c与传播方向无关、 与光源运动无关、 y
c 1
=299792458 m/s
S y S
与观ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ者(惯性系)的运动无关！
(2)．由伽利略变换得： 真空中的光速变。
x ( x vt)
vx t (t 2 ) c
若不是同一事件，则无此关系。
1 说明： 1) 洛伦兹变换是同一事件在两个惯性 v c 1 系中的两组时空坐标间的变换方程。
“二看一”！ x ( x vt) 2) 各惯性系的时间、空间度量基准必须一 y=y z=z 致。
设光源P 固定在S系， 光速 ： uS=c S 系， 沿x 轴正向：ux=cv 沿x 轴反向：ux = (c+v) 在x 轴的方向： uy = uz c 2 v 2
O z z
P
O
《物理学》第六版-马文蔚ppt 总目录
物理学
面向21世纪课程教材
总目录
第六版
东南大学等七所工科院校 编 马文蔚 改编
物 理 学 第六版
电子教案
主 编 何跃娟 吴亚敏 陈 健 陈国庆
2021/8/7
高等教育出版社
高等第几教章物育输理电入相学子关内音容像出版社
1
物理学 第六版
物理学
第六版
总目录
第01章 质点运动学
第02章 牛顿定律
第03章 动量守恒定律和能量守恒定律
第04章 刚体转动和流体运动
第05章 静电场
第06章 静电场中的导体和电介质
第07章 恒定磁场 第08章 电磁感应 电磁场
物理学
物理学 第六版
物理学
第六版
第09章 振动
第1章 气体动理论
第13章 热力学基础
第14章 相对论
第15章 量子物理
物理学
总目录
面向21世纪课程教材
总目录
第六版
东南大学等七所工科院校 编 马文蔚 改编
物 理 学 第六版
电子教案
主 编 何跃娟 吴亚敏 陈 健 陈国庆
2021/8/7
高等教育出版社
高等第几教章物育输理电入相学子关内音容像出版社
1
物理学 第六版
物理学
第六版
总目录
第01章 质点运动学
第02章 牛顿定律
第03章 动量守恒定律和能量守恒定律
第04章 刚体转动和流体运动
第05章 静电场
第06章 静电场中的导体和电介质
第07章 恒定磁场 第08章 电磁感应 电磁场
物理学
物理学 第六版
物理学
第六版
第09章 振动
第1章 气体动理论
第13章 热力学基础
第14章 相对论
第15章 量子物理
物理学
总目录
相对论公开课PPT课件
1
v c
2 2
1
(0.998c)2 c2
• 在这段时间内μ子能飞过的平均路程有： s=cτ=3×108×3.48×10-5=10.44 km.
第14页/共27页
• 例题：对于前面在时钟延缓效应中讨论过的例题， 也可以从相对论的尺缩效应来看这个问题：被μ子 穿越的大气层厚度约是10.44km，但如果以μ子 为惯性参照物，则μ子是静止的，大气层在以 v=0.998c的速度向μ子运动，所以以静止的μ子 测得运动的大气层厚度只有：
第4页/共27页
第5页/共27页
Albert Einstein
1879 –1955
高速世界的两个基本原理
• 爱因斯坦的办法：于1905年写了一篇论文提出了他的想法： • 1、相对性原理：物理规律在一切惯性参照系中都具有相同的形式。 • 2、光速不变原理：在一切惯性系中，测量到的真空中的光速c都一样。
第26页/共27页
(C)
感谢您的观看！
第27页/共27页
第17页/共27页
相对论的速度叠加公式
u
v
车厢运行速度240000km/s
车外的人看到车上人 相对地面的速度为：
u
u v
1
uv c2
第18页/共27页
相对论质量
物体的运动速度不能无限增加，那么物体的质 量是否随着速度而变化？
严格的论证表明，物体高速（与光速相比）运 动时的质量与它静止时的质量之间有下面的关系：
4h2 c2 v2
第8页/共27页
t t 1 v 2 c
长度的相对性
l
v
l
车厢运行速度240000km/s
车上的人看到的车厢的长度： l
车外的人看到的车厢的长度： l
大学物理课件-相对论
u 是恒量
ay ay az az
ax ax ay ay az az
a' a
請大家自己寫出速度、加速度的逆變換式
四. 牛頓運動定律具有伽利略變換的不變性
S S
m
a
m a
F F
FF mmaa
在牛頓力學中 • 力與參考系無關 • 品質與運動無關
對於不同的慣性系，一切力學定律經伽利略變換形式相同
不是c， 而是和地球的運動速度和方向有關:
c
c
u
u
(c u)
(c u)
實驗原理：光的干涉。通過觀測干涉條紋的移動來測量 光速、精度很高。
實驗精度可達0.01個條紋移動，按推測應該出現0.4個條紋移動.
實驗結果：沒有看到預期的條紋移動（零結果）。
1
有一部分人不相信邁克爾孫——莫雷實驗實驗的真實性， 繼續改進實驗設備作實驗。而且春天作了夏天作，秋天 作了冬天作；平地作了高山作…實驗精度越來越高，能 作實驗的人越來越多，乃至幾乎每個大學都能作，但結 果仍然一樣，地球上的光速與地球速度無關。
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近代物理基礎
• 19世纪之前物理学的伟大成就
牛 頓 力學 麥克斯韋電磁場理論
熱力學與經典統計理論 力、電、光、聲----等都遵循的 規律---能量轉化與守恆定律
19世紀後期，經典物理學的三大理論體系使經典物理學 已趨於成熟。
當時許多物理學家都沉醉於這些成績和勝利之中。他們 認為物理學已經發展到頭了。
近代物理學的兩大支 柱，逐步建立了新的 物理理論。
強調 近代物理不是對經典理論的補充，而是全新的理論。 近代物理不是對經典理論的簡單否定。
一首聞名的詩
自然和自然規律 隱藏在黑夜之中，
ay ay az az
ax ax ay ay az az
a' a
請大家自己寫出速度、加速度的逆變換式
四. 牛頓運動定律具有伽利略變換的不變性
S S
m
a
m a
F F
FF mmaa
在牛頓力學中 • 力與參考系無關 • 品質與運動無關
對於不同的慣性系，一切力學定律經伽利略變換形式相同
不是c， 而是和地球的運動速度和方向有關:
c
c
u
u
(c u)
(c u)
實驗原理：光的干涉。通過觀測干涉條紋的移動來測量 光速、精度很高。
實驗精度可達0.01個條紋移動，按推測應該出現0.4個條紋移動.
實驗結果：沒有看到預期的條紋移動（零結果）。
1
有一部分人不相信邁克爾孫——莫雷實驗實驗的真實性， 繼續改進實驗設備作實驗。而且春天作了夏天作，秋天 作了冬天作；平地作了高山作…實驗精度越來越高，能 作實驗的人越來越多，乃至幾乎每個大學都能作，但結 果仍然一樣，地球上的光速與地球速度無關。
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近代物理基礎
• 19世纪之前物理学的伟大成就
牛 頓 力學 麥克斯韋電磁場理論
熱力學與經典統計理論 力、電、光、聲----等都遵循的 規律---能量轉化與守恆定律
19世紀後期，經典物理學的三大理論體系使經典物理學 已趨於成熟。
當時許多物理學家都沉醉於這些成績和勝利之中。他們 認為物理學已經發展到頭了。
近代物理學的兩大支 柱，逐步建立了新的 物理理論。
強調 近代物理不是對經典理論的補充，而是全新的理論。 近代物理不是對經典理論的簡單否定。
一首聞名的詩
自然和自然規律 隱藏在黑夜之中，
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实测 N0
未找到绝对的惯性参考系。
*18-3 狭义相对论的基本原理 洛伦兹变换
1）相对性原理 一切物理规律对所有惯性参考系等价。
2) 光速不变原理 在所有的惯性系中，光在真空中传播的速率 具有相同的值 c c = 2.99792458×108 m s-1
爱因斯坦： 忽然我领悟到这个问题的症结所在。这个问题的答 案来自对时间概念的分析，不可能绝对地确定时间， 在时间和信号速度之间有着不可分割的联系。利用 这一新概念，我第一次彻底地解决了这个难题。
z
t
z'
t
v c2
x
(t' x')
1v2 c2
c
2. 洛仑兹变换下的速度变换:
质点 S系 在 速 (ux,u 度 y,uz) 在 S'系速 (ux'度 ,u'y,uz' ) 它们之间的相对论变换：
u
' x
dx ' dt '
dx vdt
1 v2 /c2
dt
v c2
dx
1 v2 /c2
dx vdt
光速是否与光源运动有关？ （牛顿力学的困难）
击球： 击前 球上散射光速c 击后 球上散射光速c+v
t L c t' L cv
t t ＜'
应看到球先动后静止。 是否c过大，L过小？
天文实例： 1731年英国一位天文爱好者观察到南方夜空的金牛 座上一团云雾状东西，外型象螃蟹，称蟹状星云，距
我们五千光年。观测表明以年0.21``速率膨胀。到1920 年已膨胀到180``，推算膨胀开始于860年前，即1060 年左右。人们推算这是900年前一次超新星爆发抛出 的气体壳层。这一点在我国史记中得到证实，《宋会
t
t'
v c2
x'
1 v2 c2
时空坐标变换：
x'
x vt 1v2 c2
y ' y
z' z
t
t
v c2
x
1 v2 c2
y y
v
• p(x, y,z,t)
rct
(x', y',z',t')
r ct' x2y z2 oz2 R c v2 ttz2 ox '2y x'2 xz'2 c2 t'2
dt
v c2
dx
dx v
dt
1
v c2
dx dt
ux v
1
v c2
ux
坐标变换:
x x vt
y
'
1 v2
y z'
c2
z
t
t
v c2
x
1 v2 c2
速度变换:
ux'
dx' dt'
ux v
1
要》记载：客星（超新星）最初出现在北宋至和元年
（公元1054年），位置在金牛座天关附近，白昼看起 来赛过金星，历时23天，后慢慢暗下来，两年后“隐 没”。
超新星 c+v
地球
v
c
爆发中抛射物速度v=1500公里/秒
按牛顿观点 tL/c
t' L/(cv)
tt' 25年 但实际只有2年，相差甚大！
说明光速与光源运动无关！
1秒
1.5秒
如果光速不变！
第十八章 相对论
18-1 伽利略变换式 牛顿的绝对时空观
一 伽利 略变换式 经典力学的相对性原理
Rut 坐标变换: r r R
y y
v
xxvt y y zz t t
速度变换:
xxvt
y y zz
r
•p r
t t
u'uv
o
z
R
加速度变换:
z
o
a a
x
x
经典力学相对性原理 对一切惯性系，牛顿定律及其他力学规律的形式都是一样的。
r ct'
o
Rvt
o
z
x x
z
根据相对性原理，新的时空变换关系必须是线性的。
对s’系的原点o’ 有 x' 0 和 x vt y y 即 xvt0
v
设 x' k(xvt) (1)
• p(x, y,z,t)
对s系的原点o 有 x0 和 x' vt' rct
(x', y',z',t')
即 x' ut' 0
目前人们用同步加速器产生以0.99975c运动的中性π介子，衰 变时发射γ射线沿运动方向速度与静止时测得的c一致。
二. 洛伦兹变换
1）满足相对性原理和光速不变原理 2）当质点速率远小于真空光速 c 时，该变 换应能使伽利略变换重新成立。
y y
v
• p(x, y, z,t)
rct
(x', y', z',t')
L L 2Lc2L2L2v t1cvcvc2v2cc3
t2
转900
2L c2v2
2cLLc3v2
t '
Lv 2 c3
t\总t
t t1t2 t’2Lc3v2
Lv2 c3
{ 波程差 ct总2cL2v2
n
亮
(2n 1)
2
暗
条纹移动
N
2Lu2
c2
211(3104)2 5.9107(3108)2 0.37
二 牛顿的绝对时空观
什么是绝对时空观?
1. 时间,空间与物质的运动无关.
2. 时间与空间彼此无关. 3. 时间间隔,空间间隔的度量绝对不变.
xxvt xxvt
由
y y zz
t t
y y
zz t t
t t'
t t'
x ' x 2 ' x 1 ' (x 2 v 2 ) t(x 1 v 1 )tx2x1x
光是横波，只有固体才有。 固体横波波速
u G
G大ρ小，特殊介质
以太
人们认为这是光相对以太的运动速度。 光相对以太沿各个方向的
以太就是绝对的惯性参考系。
运动速度都是C。
18-2 狭义相对论产生的历史背景
迈克耳逊—莫雷实验（寻找以太的实验）
M2
S *
L M1
L
v (地球速度） 迈克尔逊干涉仪
转900
令 v，
c
1
1v2 c2
1. 1 2
x'
xvt (xc) t
1v2 c2
y
'
y
z' z
t'
t cv2 x (t x)
1v2 c2
c
正变换：
逆变换：
x x vt
1 v2 c2 y ' y
z' t
z
t
1
v c2 v2
x c2
x xvt (xct)
1v2 c2 y y '
t2 t1 ( S系中必须同时测量长度两端 )
伽利略相对性原理（经典力学相对性原理）
对在一个绝对的惯性参考系，但力学相 对性原理说明用力学方法不可能找到绝对的惯性参考系。
电磁学规律说明光是一种电磁波，光在真空中的速度为
c 1 00318 0ms
r ct'
设 xk'(x' vt') (2)
o
Rvt
o
根据相对性原理 k k'
z
z
x x
根据光速不变原理 x' ct' 和 xct
（1），（2）相乘
x'xk2(xv)tx(' v')t
可得
x' x vt 1v2 c2
t
t
v c2
x
1 v2 c2
kk' 1 1v2 c2
x x' vt' 1 v2 c2