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狭义相对论知识点总结

dP dt

d (mv) dt

d dt
(
m0 v)
1 2
5、相对论的动量与能量的关系
E2 m2c4 p2c2 E02
x x vt
1 (v)2
逆
c y y
变
z z
换
t
t

v c2
x
1 (v)2
c
ux

dx dt

ux
1

v c2
v ux
速度正变
uy

dy dt

uy
1

v c2
ux
1 2
换
uz

dz dt

uz
1

v c2
ux
1 2
三、狭义相对论时空观
四、狭义相对论动力学基础
1、相对论质量：
m m0
1
v2 c2
m0—静止质量
2、相对论动量： P mv m0 v 1 v2 / c2
3、相对论能量：
静能： E 0 m 0 c 2 总能量：E m c 2 动能： Ek mc2 m0c2
４、狭义相对论力学的基本方程
F

1、同时的相对性
只有在一个惯性系中同时同地发生的事件，在其它惯性系中必同时发生．
2、长度的收缩
l l0
1
v2 c2
固有长度（原长）：相对物体静止的惯性系测得长度.
注意：测量长度一定是同时读取两端坐标取差。
3、时间的延缓
t
tt发生的两事件的时间间隔 .
狭义相对论知识点总结
一、狭义相对论的两个基本假设 1、爱因斯坦相对性原理

大学物理上第4章狭义相对论基础

物理规律力学规律
1. 爱因斯坦的理论是牛顿理论的发展 2.光速不变否定了绝对时空概念。不存在绝对运动或 .光速不变否定了绝对时空概念。绝对静止。绝对静止。
10
§4.3
狭义相对论时空观
4.3.1 同时的相对性由于光速不变，由于光速不变，在某一个惯性系中同时发生的两个事件，个事件，在另一相对它运动的其它惯性系中并不一定是同时发生的，这个结论称为“同时的相对性” 是同时发生的，这个结论称为“同时的相对性”。
v x = v′ + u x v y = v′y vz = v′ z
y = y′
x
P
x'
ut
o z
o'
x′
u
x
伽利略速度变换 v′ = vx − u x S ' 系 v′ = v y y v' z = v z
z'
S系
r r r v = v '+u
经典时空中速度满足速度叠加原理。经典时空中速度满足速度叠加原理。
17
.
慢双生子佯谬
慢 .
.
1971年，美空军用两组Cs（铯）原子钟作实验。年美空军用两组（原子钟作实验。实验值：实验值：绕地球一周的运动钟变慢：钟变慢：203± 10ns ± 理论值：绕地球一周的运动理论值：钟变慢： 184 ± 23 ns 钟变慢：实验值和理论值在误差范围内是一致的。范围内是一致的。实验验证了孪生子效应确实是存在的。实验验证了孪生子效应确实是存在的。
9
4.2.2 狭义相对论的基本原理 1.狭义相对性原理：一切物理规律在任何惯性系中 1.狭义相对性原理：狭义相对性原理都具有相同的形式。都具有相同的形式。即：物理定律与惯性系的选择无对物理定律来说，所有惯性系都是等价的。关，对物理定律来说，所有惯性系都是等价的。 2.光速不变原理：在所有惯性系中， 2.光速不变原理：在所有惯性系中，光在真空中的光速不变原理速率相同，与惯性系之间的相对运动无关,也与光源、速率相同，与惯性系之间的相对运动无关,也与光源、观察者的运动无关。观察者的运动无关。说明：说明：

大一狭义相对论知识点总结

大一狭义相对论知识点总结简介狭义相对论（Special Relativity）是由爱因斯坦提出的一种物理理论，主要研究高速运动物体的时空变换规律。

这个理论对于揭示宇宙基本规律具有重要意义，也是现代物理学的基石之一。

本文将从基本概念、洛伦兹变换、时间膨胀、长度收缩等方面对大一狭义相对论的知识点进行总结。

基本概念1.惯性系：指的是相对于某个参考物体（通常是观察者）不受外力影响的参考系。

狭义相对论中，我们通常关注两个惯性系之间的相对运动。

2.光速不变原理：无论光源相对于观察者是静止的还是以任何速度运动，光在真空中的速度都是恒定不变的，即光速是一个绝对常数，记作c。

洛伦兹变换洛伦兹变换是狭义相对论中描述时间和空间坐标之间关系的数学工具。

它包括以下几个重要公式： 1. 时间变换：根据洛伦兹变换公式，当两个惯性系相对运动时，时间也会发生变化。

设一个事件在一个参考系中的时间为t，观察者相对于该参考系以速度v运动，则在观察者参考系中的时间t’可由以下公式计算：t' =γ(t - vx/c^2)其中，γ是洛伦兹因子，计算公式为：γ = 1 / √(1 - v^2/c^2) 2. 空间变换：洛伦兹变换也影响了空间坐标的变化。

设一个事件在一个参考系中的空间坐标为x，观察者相对于该参考系以速度v运动，则在观察者参考系中的空间坐标x’可由以下公式计算：x' = γ(x - vt)时间膨胀狭义相对论中的时间膨胀指的是物体在高速运动中，相对于静止的参考系，其时间流逝较慢的现象。

这是由于光速不变原理和洛伦兹变换导致的结果。

具体来说，当一个物体以接近光速的速度运动时，它的时间相对于静止的参考系会变得更慢。

长度收缩长度收缩是狭义相对论中的另一个重要概念，它指的是在高速运动中，物体的长度在与其相对静止的参考系相比，会变得更短。

这也是由于光速不变原理和洛伦兹变换导致的结果。

具体来说，当一个物体以接近光速的速度运动时，它的长度相对于静止的参考系会变得更短。

大学物理2-6狭义相对论

结束
二、时空相对性一、长度收缩 l ´ x ´ x ´ 在相对静止参照系中测得的物长 = 2 1 l = x 2 x 1 在相对运动参照系中测得的物长（x 1与x2须同时测量） k
弟. a 弟 f e 0
k´ u
哥 . 哥
x´ 1
x
x´ 2
x´
结束
k
弟. a 弟 f e 0
k´ u x´ 1
Δ t´
Δt
由相对静止的惯性系中测得同一地点两个事件的时间间隔，称为固有时间。或原时。由相对运动的惯性系中测得的该对应两个事件的时间间隔。目录结束
k
k´ u
慢
.
哥 . 哥
弟. a 弟 f e 0
x´
快
σ
Δ t >Δ t´ 由相对运动的惯性系中测得的时间比相对静止的惯性系中测得的时间要长些。即相对运动的钟走得较慢。
哥 . 哥 .
x ´= x u t β2 1 x2 u t x1 u t x2 x1 2 1 l ´= x ´ x ´= = 2 2 1β 1β 1β2
x
x´ 2
x´
在k中必须同时测量
l = l´ 1 β
2
l动< l´ 静
结束
k
弟. a 弟 f e 0
k´ u
哥 . 哥
x´ x
在k ´ 中必须同时测量
2 1 0 0.2
vc
0.4 0.6 0.8 1.0
二、相对论动力学基本方程相对论动量表达式： m 0v p =m v = v2 1 c2 相对论动力学基本方程 m 0v dp = d F= t d dt 1 v 2 c2 v2 当 v << c 时 0 c2

大学物理狭义相对论基础全部内容

寻找
对同一客观事件 P，两个惯性系中相应的坐标值之间的关系。
S系
系
x O’ x′ 在 S, 中，真空中光速均为 c
y
y′
O
z′
z
设 x 坐标变换满足线性关系：
（推证见教材162页）
洛仑兹坐标变换:
逆变换
正变换
正变换
逆变换
令
得
注意：
2. 速度变换
设S系:
S ′系:
根据速度定义得：
难点：
狭义相对论时空观 *广义相对论的两条基本原理 *时空的几何化，空间弯曲
前言：相对论产生的历史背景和物理基础
经典物理：伽利略时期 —— 19世纪末经过300年发展，到达全盛的“黄金时代”
形成三大理论体系
1.机械运动：以牛顿定律和万有引力定律为基础的经典力学 2.电磁运动：以麦克斯韦方程组为基础的经典电磁学 3.热运动：以热力学定律为基础的宏观理论(热力学) 以分子运动为基础的微观理论(统计物理学)
狭义相对论的普遍原理包含在这样一个假设里：物理定律对于（从一个惯性系转移到另一个任意选定的惯性系的）洛仑兹变换是不变的。这是对自然规律的限制性原理，它可以与不存在永动机这样一条作为热力学基础的限制性原理相比拟。－－－爱因斯坦
1、2、无一例外遭到失败，爱因斯坦选择 3、取得成功。
爱因斯坦的选择来自坚定的信念：
自然的设计是对称的，不仅力学规律在所有的惯性系中有相同的数学形式，所有的物理规律都应与惯性系的选择无关。实验结果说明，在所有惯性系中，真空中的光速恒为c ，伽利略变换以及导致伽利略变换的牛顿绝对时空观有问题，必须寻找新的变换，建立新的时空观。
结果：从地球上观测星体，一年内，望远镜轴转过一椭圆轨道。椭圆长轴相对于地球的视角均为

大学物理第6章狭义相对论基础

第6章
狭义相对论基础
1905年6月， A. Einstein发表了长论文《论动体的电动力学》，完整地提出了狭义相对性理论，即狭义相对论。它是区别于牛顿时空观的一种新的时空理论。
狭义（特殊）——只适用于惯性参照系。相对论和量子论是近代物理学的两大基础理论。
第6章狭义相对论基础
狭义相对论的产生背景
3
x' x
Δt t2 t1
S' 系 (车厢参考系 )
y'
1
( x'1 , y '1 , z '1 , t '1 ) ( x '2 , y '2 , z '2 , t '2 )
u
12
2
12
o'9
3 6
9 6
3
x'
在一个惯性系同时发生的两个事件，在另一个惯性系是否同时?
u Δt Δx c Δt 1
设 S系中x1、x2两处发生两事件,时间间隔为 Δt t2 t1 .问 S′系中这两事件发生的时间间隔是多少？
S 系 ( 地面参考系 ) 事件 1
( x1, y1, z1, t1 )
y
y'
1
12
u
12
事件 2
2
12
( x2 , y2 , z2 , t2 )
o o'9
3 6
9 6
3
9 6
例3 设想一光子火箭以 u 0.95c 速率相对地球作直线运动，火箭上宇航员的计时器记录他观测星云用去 10 min , 则地球上的观察者测此事用去多少时间？解设火箭为 S 系、地球为 S 系

第十七章狭义相对论基础

第52页/共65页
即： m 1/ 1 v2 / c2
或 m k / 1 v2 / c2
令 u=0 时，m=m0，可得：k=m0，由此得： m m0 1 v2 / c2 p mv m0v 1 v2 / c2
第53页/共65页
3.相对论的能量总能：
E mc2
静能：
E0 m0c2
动能：
Ek mc2 m0c2
第8页/共65页
绝对时空观：
时间：是一种自然的流逝。“绝对的真实的数学时间，就其本质而言，是永远均匀地流逝着，与外界事物无关。”
空间：是一种物质运动的场所。“绝对的空间就其本质而言与外界事物无关，它从不运动，并且永远不变。”
第9页/共65页
第10页/共65页
1.光的速度与迈克尔逊－莫雷实验
1 ct d 2 1 u2t2
2
4
t 0
S
1u2 / c2
u M
ct / 2
d
C
ut / 2
第20页/共65页
结论：
1）运动的钟变慢：
t 0
1 u2 / c2
2）运动参照系中所有物理过程的节奏都变漫了。
第21页/共65页
第22页/共65页
第23页/共65页
3.长度量度的相对性
S'(尺静止) :
动能（Ek）：
Ek
1 2
mv2
第48页/共65页
1.2 经典动力学的局限性：局限性：高速运动时不能适用，不满足相对性原理，即不满足洛仑兹变换下的不变性。
经典动力学的改造： 1）改造物理定律，物理量的定义不变； 2）重修定义相关物理量，物理定律不变。
第49页/共65页
2．相对论的质量与动量

狭义相对论主要内容

狭义相对论主要内容狭义相对论是由德国物理学家爱因斯坦于1905年提出的物理理论，通过引入相对性原理，重新定义了时间、空间和质量的概念。

狭义相对论的主要内容包括以下几个方面：1. 相对性原理：狭义相对论的基础是相对性原理，即物理定律在所有惯性参考系中都具有相同的形式。

这意味着没有一个特定的惯性参考系是绝对的，所有的物理过程都是相对于观察者而言的。

这与牛顿力学中的绝对时间和绝对空间观念相反。

2. 空间与时间的相对性：狭义相对论指出，空间和时间并不是独立存在的，它们是相互关联的。

根据爱因斯坦的观点，空间和时间应该被统一起来，构成了四维时空的概念。

同时，狭义相对论提出了著名的洛伦兹变换，描述了时空坐标之间的转换关系。

3. 光速不变原理：狭义相对论中的一个重要假设是光速不变原理。

即光在真空中的速度是恒定不变的，不受观察者的运动状态的影响。

这个假设对物质运动速度的上限也产生了限制，即不可能超过光速。

这一原理对于解释电磁现象和构建相对论力学模型起到了关键作用。

4. 时间膨胀和长度收缩：狭义相对论提出了时间膨胀和长度收缩的概念。

根据相对性原理，观察者的时间和空间测量是相对的。

当一个物体以接近光速的速度移动时，它的时间会相对静止观察者而言变慢，这被称为时间膨胀。

同时，物体的长度也会在同一速度下相对静止观察者而言变短，这被称为长度收缩。

这些效应在微观领域中发挥着重要作用，如高速粒子加速器和宇宙射线等领域。

5. 质能等价原理：狭义相对论质能等价原理指出，质量和能量是等价的，并可以相互转换。

根据质能等价原理，质量可以看作是能量的一种形式，而能量也可以转化成质量。

这可以通过著名的质能方程E=mc²来描述，其中E表示能量，m表示质量，c表示光速。

总结起来，狭义相对论主要内容包括相对性原理、空间与时间的相对性、光速不变原理、时间膨胀和长度收缩，以及质能等价原理。

这些原理的提出和发展对于解释和理解宏观和微观物理现象都具有重要意义，对于现代物理学的发展产生了深远影响。

大学物理学第五章狭义相对论基础

y y
v c
z z
1 1 2
t
t

v c2
x
1 2
(t

v c2
x)
x ( x vt )
正 y y
逆
变换
z z
t ( t

v c2
x)
变换
x ( x vt )
y y
z z
t
(t
二洛伦兹变换式
符合相对论理论的时空变换关系．
设 t t 0时，重合o;, o事件 P
s
y
s'
y'
v
P(x, y, z,t)
* (x', y', z',t')
的时空坐标如
图所示.
x'
zo
o'
z'
x
1 洛伦兹坐标变换式
x x vt ( x vt ) 1 2
t1

d c
t2

c
d
v
t1 t2
)
)
结果:
(
根据伽
球投出前
利略变
球投出
换后
观察者先看到投出后的球，
后看到投出前的球.
c
d
v c v
t1

d c
t2

c
d
v
t1 t2
公元1054年,人们发现天上出现了一颗“客星”,其耀眼的光芒,用肉眼在白天也看得见.史书记载它在天空中停留了 22个月 ,产生了著名的金牛座蟹状星云 .

v c2

大学物理 -- 狭义相对论简介

9
二,间隔和间隔不变性
1,相对性原理对时空变换的要求: 线性变换
x′ = a11 x + a12 ct y′ = y z′ = z ct ′ = a21 x + a22 ct
凡遇t加c
10
2,光速不变原理对时空变换的要求:间隔是不变的
∑ y ∑ ′ y′ →υ
o o′ z′
P
x′
x
z
∑和 ∑′系重合时,定为计时起点,且此时在 o点发出一光信号,则第一事件在两坐标系中的空时坐标都为(0, 0, 0, 0 ).
∵同地, x1 = x2 ∴
′ ′ 得:t 2 = t1
28
第二种情况: 第二种情况:异地事件 1结论:对于没有因果关系(类空事件)在异地发生结论: 类空事件) 结论
的两个同时事件,时间顺序有可能颠倒. 的两个同时事件,时间顺序有可能颠倒.在一个惯性系中观察是同时事件, 中观察是同时事件,在另一个惯性系中观察则不一定同时.即异地事件的同时性与惯性系选择有关,是相对的. 即异地事件的同时性与惯性系选择有关,是相对的.
11
定义:(相对论时空) 间隔:s 2 不能说成是空间间隔
∑系:s = c t ( x + y + z )
2 2 2 2 2 2 2
∑ ′系:s′ = c t ′ ( x′ + y′ + z ′ )
2 2 2 2 2
由光速不变性:
s = s′ 间隔不变性
2 2
间隔不变性是相对论的一个重要特点, 是由二假设得出的结论!
υ
υ2
c2
′ ′ 若使变换保证因果关系的绝对性,应 t 2 > t1
∴ t 2 t1 > 2(x2 x1 ) ( ) c x2 x1 c 2 < υ t 2 t1

大学物理相对论总结

x2 x1 1m
t1 t2
x2 x1 ?
1 1 u
2
x2 x1
x2 ut2 ( x1 ut1 ) 1 u
2
c
2
c
2
六、相对论质量和相对论动量 1、动量与速度的关系 1）相对论动量 p
当 v c 时
m0v 1
2
m 0 v m v
p mv m0v
m0 1
2
2）相对论质量 m
m
m0
m ( v ) 在不同惯性系中大小不同 .
o
Cv
静质量 m 0 ：物体相对于惯性系静止时的质量 . 当 v c 时 m m 0
2、相对论动力学的基本方程
m0v dp d F ( dt dt 1
相对论基本内容
1、力学相对性原理、伽利略变换；狭义相对论产生根源、实验基础和历史条件；狭义相对论的基本原理、洛仑兹变换。 2、狭义相对论时空观：同时的相对性、长度收缩、时间延缓、因果律。 3、狭义相对论质速关系、相对论动力学基本方程、相对论动能、静能总能和质能关系、能量和动量的关系。
内容提要
一、绝对时空观和伽利略变换时间和空间都是绝对的，与物质的存在和运动无关。 ——牛顿的绝对时空观同时性、时间间隔和空间距离都是绝对的，与参考系的选择无关。而且，时间和空间是彼此独立的、互不相关的，并且独立于物质和运动之外。伽利略坐标变换公式伽利略速度变换公式
x ' x ut
y' y
2
dm ) m v dt dt
dv
m0a 当 v c 时 m m0 dt d 当 v c 时， m d t 急剧增加 , 而 a 0 ，所以光速 C 为物体的极限速度.

大学物理狭义相对论(一)

两个事件在同一地点同时发生，则它们在其他任何地点也同
时发生。
03
时间间隔的绝对性
任何两个事件之间的时间间隔，在不同的惯性参考系中都是
相同的。
狭义相对论产生背景
经典力学无法解释光速不变现象
根据经典力学，光速在不同惯性参考系中应该不同，但实验证明光速在不同惯性参考系中都是相同的。
经典力学无法解释质能关系
质量和能量之间存在等效性，可以通过公式E=mc^2进行转换，揭示了物质和能量之间的内在联系。
05
04
时间膨胀效应
运动的时钟相对于静止的时钟会变慢，即时间膨胀现象。
对现代物理学发展影响和意义
奠定了现代物理学基础
狭义相对论是现代物理学的重要基石之一，对后续理论的发展产生了深远影响。
揭示了物质和能量的本质
06
总结与展望
狭义相对论主要内容和成果回顾
狭义相对性原理
物理定律在所有惯性参照系中形式不变，即无法通过实验区分不同惯性参照系。
长度收缩效应
运动物体在其运动方向上会发生长度收缩。
01
02
光速不变原理
在任何惯性参照系中，光在真空中的传播速度都是恒定的，与光源和观察者的运动状态无关。
03
质能关系
05
电磁现象在狭义相对论中表现
电荷守恒定律在狭义相对论中形式
电荷守恒定律
在狭义相对论中，电荷守恒定律依然成立，即电荷既不能被创造也不能被消灭，只能从物体的一部分转移到另一部分，或者从一个物体转移到另一个物体。
洛伦兹不变性
电荷守恒定律具有洛伦兹不变性，即在任何惯性参考系中观察，电荷的总量保持不变。
物理意义
质能方程揭示了质量和能量之间的等效性，表明质量可以转化为能量，反之亦然。这种转化在核反应和粒子物理过程中尤为重要。

大学物理第十五章《狭义相对论基础》

第十五章狭义相对论基础一、基本要求1. 理解爱因斯坦狭义相对论的两个基本假设。

2. 了解洛仑兹变换及其与伽利略变换的关系；掌握狭义相对论中同时的相对性，以及长度收缩和时间膨胀的概念，并能正确进行计算。

3. 了解相对论时空观与绝对时空观的根本区别。

4. 理解狭义相对论中质量和速度的关系，质量和动量、动能和能量的关系，并能分析计算一些简单问题。

二、基本内容1.牛顿时空观牛顿力学的时空观认为，物体运动虽然在时间和空间中进行，但时间的流逝和空间的性质与物体的运动彼此没有任何联系。

按牛顿的说法是“绝对空间，就其本性而言，与外界任何事物无关，而永远是相同的和不动的。

”，“绝对的，真正的和数学的时间自己流逝着，并由于它的本性而均匀地与任何外界对象无关地流逝着。

”以上就构成了牛顿的绝对时空观，即长度和时间的测量与参照系无关。

2．力学相对性原理所有惯性系中力学规律都相同，这就是力学相对性原理（也称伽利略相对性原理）。

力学相对性原理也可表述为：在一惯性系中不可能通过力学实验来确定该惯性系相对于其他惯性系的运动。

3. 狭义相对论的两条基本原理（1）爱因斯坦相对性原理：物理规律对所有惯性系都是一样的，不存在任何一个特殊的（例如“绝对静止”的）惯性系。

爱因斯坦相对论原理是伽利略相对性原理（或力学相对性原理）的推广，它使相对性原理不仅适用于力学现象，而且适用于所有物理现象。

（2）光速不变原理：在任何惯性系中，光在真空中的速度都相等。

光速不变原理是当时的重大发现，它直接否定了伽利略变换。

按伽利略变换，光速是与观察者和光源之间的相对运动有关的。

这一原理是非常重要的。

没有光速不变原理，则爱因斯坦相对性原理也就不成立了。

这两条基本原理表示了狭义相对论的时空观。

4. 洛仑兹变换()⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧--='='='--='2222211c u xc u t t z z y y c u ut x x （K 系->'K 系）()⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧-'+'='='=-'+'=2222211c u x c u t t z z y y c u t u x x （K 系->'K 系）令u c β=，γ=①当0→β，γ=1得ut x x -='，,',','t t z z y y ===洛仑兹变换就变成伽利略变换。

大学物理相对论复习资料

⼤学物理相对论复习资料狭义相对论基本内容⼀、狭义相对论的基本原理1. 迈克⽿逊实验迈克⽿逊莫雷实验的⽬的是测定地球相对以太的速度，实验结果：地球相对以太的速度为零，当时的物理理论不能解释该实验结果。

2. 爱因斯坦狭义相对论的基本假设相对性原理：物理学定律在所有的惯性系中形势都是相同的，即⼀切惯性系都是等价的。

光速不变原理：在所有的惯性系中，真空中（⾃由空间）光速具有相同的量值c 。

⼆、狭义相对论时空观1. 洛仑兹变换⼀个事件在惯性系S 中的时空坐标为(x, y, z, t)，在沿x 轴以速度v 匀速运动的另⼀惯性系S '中的时空坐标为()x ,y ,z ,t ''''（0t t '==时刻两惯性系原点重合且相应轴重合），则该事件的时空坐标的变换关系称为洛仑兹变换：=-===-2'('''(x x vt y y z z v t t x c或?=+=??==+??2('''('x x vt y y z z v t t x c2. 同时是相对的两个事件在⼀个惯性系中同时同地发⽣，在⼀切惯性系中该两事件必同时同地发⽣；两个事件在⼀个惯性系中不同地点同时发⽣，在其它惯性系中该两事件不⼀定同时发⽣。

3. 时钟变慢（时间变缓）在⼀个惯性系中同⼀地点先后发⽣的两事件，在该惯性系静⽌的时钟测得的时间间隔为固有时间0τ，在另⼀相对该惯性系以速度v 匀速运动的时钟测得的时间间隔为t ?，两者的关系为?γττ==0t 。

4. 尺缩短（长度收缩）观测者与尺相对静⽌时测得尺长称固有长度0L ，观测者沿尺长⽅向以速度v 匀速运动时测得尺长为L ，两者关系为=L L 观察者垂直于尺长⽅向以速度v 匀速运动时测得尺长为L '，0L L '=。

5. 狭义相对论时空观与经典时空观的⽐较当v c 时在x ≯ct 的时空范围内洛仑兹变换转化为伽利略变换，经典时空观是上述条件下狭义相对论时空观的极限。

狭义相对论基础

注意不要和运动的叠加原理的内容相混淆，该问题中只涉及同一个参考系。
学习这一章;我们不仅要了解运动的相对性的基本思想相对论的基本概念，更要从这些概
念、理论的建立中得到正确的认识论、科学的方法论以及大胆创新精神的有益启示;
6 1 牛顿相对性原理和伽利略变换
一牛顿相对性原理
对于任何惯性系;牛顿力学的规律都具有相同的形式 —— 经典力学的相对性原理
(x, t)
(x, t)
线性齐次
设：t t' 0 时，o, o 重合 x yzt0 x y z t' 0
S
y
S
y u
P(x, y, z,t)
*(x', y', z',t')
zo
o z
x
x
注意：yoz 面始终与y’o’z’平行;即无论 y，z 如何
x 0 x ut
同时成立
S
y
S
y u
P(x, y, z,t)
1 运动描述与参考系有关;
一切惯性系对
2.运动规律与参考系无关; 惯性系力学规律平权
二深入认识相对性
1 认识论方法论的问题;教育人们要超越自我
客观地看问题;
2.相对性问题的核心是：
物理规律是客观存在的，与参考系无关。
即参考系平权，没有特殊的参考系。
相对论问题包括两个方面： 1 相对性原理 —— 物理规律的不变性 2 变换 —— 寻找不同参考系之间描述同一事物的物理量之间的变换关系;以符合物理规律的不变性;
关于光的产生和转化的一个试探性观点提出光量子概念;解释了光电效应
热的分子动理论所要求的静止液体中悬浮粒子的运动
讨论了布朗运动的理论;确证原子的真实存在

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( x2 ut x1 ut )2 ( y2 y1 )2 ( z 2 z1 )2 ( x2 x1 )2 ( y2 y1 )2 ( z 2 z1 )2 l
由上面结果可见，在伽利略变换下，一切惯性系中测得的长度都是相同的，即空间是绝对的,与参照系无关。设有两事件P1和P2，S系中的观察者测得两事件发生的时间为t1和t2， S’系中的观察者测得两事件发生的时间为t’1和t’2，由伽利略变换有：
t1 t1
t2 t2
t 2 t1 t 2 t1
可见在两个参照系中时间和时间间隔也是相同的，即时间是绝对的，时间间隔也是绝对的，与参照系无关。因此我们得出结论：经典力学的时间和空间都是绝对的，它们毫不相关、相互独立。这样的时空观叫绝对时空观。
三、力学相对性原理
半镀银玻璃片补偿平面镜玻璃片平面镜光源望远镜可调平面镜
铸铁水银槽木制浮体厚砂岩板
水银水平仪平面镜平面镜
光源
半镀银玻璃片望远镜补偿玻璃片平面镜
迈克耳孙-莫雷实验装置
平面镜可调平面镜
三、迈克耳孙-莫雷实验结果的意义实验结果是否定的：没有看到任何预期的条纹移动后来又有许多人在不同条件下反复重做了该实验结论没有任何变化迈克耳孙-莫雷实验结果表明：以太假设并不成立在惯性系中光沿各方向的传播速度相同结论与伽利略变换相矛盾
§15-2 迈克耳孙-莫雷实验
一、迈克耳孙-莫雷实验的目的以太曾被认为是传播电磁波的介质如果伽利略变换也适用于电磁现象
麦克斯韦方程组只在相对于以太静止的参考系中成立
推论
在以太中光速一定，沿各方向的速度都是 c
按照伽利略速度变换法则在相对以太运动的参考系中光沿各方向的速度不同

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