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
对于任何惯性参照系,牛顿力学的规律都具有
相同的形式, 这就是经典力学的相对性原理,
相对于不同的参考系,经典力学定律的形式是
完全一样的吗？
牛顿力学的回答,
18 - 1 伽利略变换式 牛顿的绝对时空观
伽利略变换
当 时 0' ?? tt
'oo 与 重合
txx v??'
yy ?'
zz ?'
tt ?'
位置坐标变换公式
经典力学认为,1）空间的
量度是绝对的，与参考系无关；
2）时间的量度也是绝对的，与
参考系无关,
x
'x
y 'y
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o 'o
z 'z
'ss
*
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zyx
zyxP
x
'xtv
z 'z
'yy
18 - 1 伽利略变换式 牛顿的绝对时空观
zz aa ?'
yy aa ?'
xx aa ?'
加速度变换公式
'aa ?? ?
amF ?? ? 'amF ?? ?
v?? xx uu '
yy uu ?'
zz uu ?'
伽利略速度变换公式
在两相互作匀速直线运动的惯系中，
牛顿运动定律具有相同的形式,
x
'x
y 'y
v?
o 'o
z 'z
'ss
*
)',','(
),,(
zyx
zyxP
x
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z 'z
'yy
18 - 1 伽利略变换式 牛顿的绝对时空观
相对于不同的参考系,长度和时间的测量结果
是一样的吗?
绝对时空概念：时间和空间的量度和参考系无
关,长度和时间的测量是绝对的,
牛顿的绝对时空观 牛顿力学的相对性原理
二 经典力学的绝对时空观
注 意 牛顿力学的相对性原理，在宏观低速的范围内，是与实验结果相一致的
实践已证明,绝对时空观是不正确的,
18 - 1 伽利略变换式 牛顿的绝对时空观
对于不同的惯性系，电磁现象基本规律的形式
是一样的吗？
真空中的光速 m /s109 9 8.21 8
00
???
??
c
对于两个不同的
惯性参考系,光速满
足伽利略变换吗？
v??? ?? cc '
x
'x
y 'y
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o
'o
z 'z
'ss
c?
18 - 1 伽利略变换式 牛顿的绝对时空观
球
投
出
前
c?
d
c
d
t ?? 1
21 tt ???v?
??
c
d
t 2
结果,观察者先看到投出后的球，后看到投出前的球,
试计算球被投出前后的瞬间，球所发出的光波
达到观察者所需要的时间, (根据 伽利略变换 )
球
投
出
后
v?? ?c
v?
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900 多年前（公元 1054年 5月）一次著名的 超新星
爆发, 这次爆发的残骸形成了著名的金牛星座的蟹状
星云。北宋天文学家记载从公元 1054年 ~ 1056年 均能
用肉眼观察,特别是开始的 23 天,白天也能看见,
k m /s1500?v物质飞散速度
l = 5000 光年
c?
v?? ?c
A
B
当一颗恒星在发生超新星爆发时,它的外围物质
向四面八方飞散,即有些抛射物向着地球运动,现研
究超新星爆发过程中光线传播引起的疑问,
18 - 1 伽利略变换式 牛顿的绝对时空观
实际持续时间约为 22 个月,这怎么解释?
年25???? AB ttt
理论计算观察到超新性爆发的强光的时间持续约
l = 5000 光年 c?
v?? ?c
k m /s1500?v物质飞散速度
A
B
v?
?
c
l
t A
A 点光线到达
地球所需时间
c
l
t B ?
B 点光线到达
地球所需时间