第十四章 相对论
14-3 狭义相对论的基本原理 洛伦兹变换式物理学第五版
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爱因斯坦
20世纪最伟大的物理学家之一,1905年、
1915年先后创立狭义和广义相对论,1905年提出了光量子假设,1921
年获得诺贝尔物理学奖,
还在量子理论方面有重要贡献,
（ 1879-1955）
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真空中的光速是常量，沿各个方向都等于 c，与光源或观测者的运动状态无关,
1 相对性原理物理定律在所有惯性系中都具有相同的表达形式,
2 光速不变原理一 狭义相对论的基本原理第十四章 相对论
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关键概念：相对性和不变性,
伽利略变换与 狭义相对论的基本原理不符,
狭义相对论的基本原理 与实验事实相符合,
这两条基本原理是狭义相对论的基础,
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二 洛伦兹变换式符合相对论理论的时空变换关系,
设 时，
重合 ; 事件 P
的时空坐标如图所示,
0 tt
oo?,
z 'z
'y
x
'x
y
v?
o 'o
'ss
* )',',','( tzyx
),,,( tzyxP
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)tx(txx vv

21
yy
zz
)x
c
t(
x
c
t
t
22
2
1
v
v


1 洛伦兹坐标变换式
cv
211
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)tx(x v
yy
zz
)xct(t 2v
正变换
)tx(x v?
yy
zz
)xct(t 2v?
逆变换注 意时,
转换为伽利略变换式,
cv 1 cv?
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2 洛伦兹速度变换式正变换
x
x
x
u
c
u
u
21
v
v


x
z
z
u
c
u
u
21
v


x
y
y
u
c
u
u
21
v
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逆变换

x
y
y
u
c
u
u
2
1
v

x
z
z
u
c
u
u
2
1
v
x
x
x
u
c
u
u


2
1
v
v
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讨论
c
c
c
c
u x?

21
v
v
光速不变如在 S系中沿 x方向发射一光信号,在
S′系中观察,
光速在任何惯性系中均为同一常量，
利用它可将时间测量与距离测量联系起来,
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本章目录
14-0 教学基本要求
14-1 伽利略变换式 牛顿的绝对时空观
14-2 迈克耳孙 -莫雷实验
14-3 狭义相对论的基本原理洛伦兹变换式
14-4 狭义相对论的时空观选择进入下一节：
14-6 相对论性动量和能量