第十八章 相对论18 - 3 狭义相对论的基本原理 洛伦兹变换
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,
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,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,
第十八章 相对论18 - 3 狭义相对论的基本原理 洛伦兹变换
一 狭义相对论的基本原理
1） 爱因斯坦相对性原理：物理定律在 所有 的
惯性系中都具有相同的表达形式,
2） 光速不变原理,真空中的光速是常量，它
与光源或观察者的运动无关，即不依赖于惯性系的
选择,
关键概念：相对性和不变性,
相对性原理是自然界的普遍规律,
所有的惯性参考系都是等价的,
伽利略变换与 狭义相对论的基本原理不符,
第十八章 相对论18 - 3 狭义相对论的基本原理 洛伦兹变换
说明同时具有相对性，时间的量度是相对的,
和 光速不变 紧密联系在一起的是：在某一惯性系
中 同时 发生的两个事件，在相对于此惯性系运动的另
一惯性系中观察，并 不一定是同时 发生的,
第十八章 相对论18 - 3 狭义相对论的基本原理 洛伦兹变换
cv??
211 ?? ??
二 洛伦兹变换式
z 'z
'y
x
'x
y
v?
o 'o
'ss * )',',','( tzyx
),,,( tzyxP
)(
1
'
2
txtxx vv ??
?
?? ?
?
yy ?'
zz ?'
)(
1
'
22
2
x
c
t
x
c
t
t
v
v
??
?
?
? ?
?
设, 时,重合 ; 事件 P 的时空
坐标如图所示,
0'?? tt ',oo
长度 的测量是和 同时性 概念密切相关,
第十八章 相对论18 - 3 狭义相对论的基本原理 洛伦兹变换
)(' txx v?? ?
yy ?'
zz ?'
)(' 2 x
c
tt v?? ?
正
变
换
)''( txx v?? ?
'yy ?
'zz ?
)''( 2 x
c
tt v?? ?
逆
变
换
光速 在 任何 惯性
系中均为同一 常量,
利用它将时间测量与
距离测量联系起来,z 'z
'y
x
'x
y
v?
o 'o
'ss * )',',','( tzyx
),,,( tzyxP
第十八章 相对论18 - 3 狭义相对论的基本原理 洛伦兹变换
1） 与 成线性关系，但比例系数,
2） 时间不独立,和 变换相互交叉,
3） 时，洛伦兹变换 伽利略变换。
',' tx tx,1??
xt
c??v
洛伦兹变换 特点
意义,基本的物理定律应该在 洛伦兹变换 下保
持 不变, 这种不变显示出物理定律对匀速直线运动
的对称性 —— 相对论对称性,