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
Albert Einstein (1879 – 1955)
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,为此 1921
年获得诺贝尔物理学奖,还在量子理论方面有重要贡献,
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,
Einstein's philosophy,The natural world should be
harmonious & simple
Theoretical features,For simple & attributed to profound.
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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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,即不依赖于惯性系的选择,
1 相对性原理 ( Principle of special relativity)
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 (Principle of constancy of light speed)
一 狭义相对论的基本原理
(The basic principle of special relativity)
Laws of physics in all inertial reference frame both have the
same forms of expression
Speed of light in vacuum is constant,along all directions
are equal to c,with the light source or observer status of the
sport has nothing to do,that is not dependent on the choice
of inertial system
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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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,
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,
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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cv
211
二 洛伦兹变换式 （ Lorentz tranformation）
z 'z
'y
x
'x
y
v?
o 'o
'ss * )',',','( tzyx
),,,( tzyxP
2
2
2
2
()
1
()
1
xt
x x t
yy
zz
tx
c
t t x
c
v
v
v
v
设 t =t’ =0 时,O,O’重合 ; 事件 P的时空坐标如图所示,
符合相对论理论的时空变换关系,
1 洛伦兹坐标变换式 (Lorentz coordinate transformation)
The relationship of transform of time & space consistent with the theory of relativity theory
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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2
2
1
1
xt
x
yy
zz
tx
c
t
v
v正变换
2
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xt
x
yy
zz
tx
c
t
v
v逆变换
Proper transformation Inverse transformation
第十四章 相对论
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正变换
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( 1 )
1
( 1 )
x
x
x
y
y
x
z
z
x
u
u
u
c
u
u
u
c
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c
v
v
v
v
2 洛伦兹速度变换式 (Lorentz velocity transformation)
2
2
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( 1 )
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x
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逆变换
Proper transformation Inverse transformation
第十四章 相对论
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1） x’,t’与 x,t 成线性关系，但比例系数 γ≠1,
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,
2） 时间不独立,t 和 x 变换相互交叉,
3） v<<c时，洛伦兹变换转换为伽利略变换。
Meaning,The basic laws of physics should remain
unchanged under the Lorentz transform,This shows that
the same laws of physics of uniform linear motion is
symmetry -----the symmetry of the theory of relativity.
洛伦兹变换 特点第十四章 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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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讨论
c
c
c
cu
x?
21
v
v
光速不变 (Invariability of speed of light )
如在 S系中沿 x方向发射一光信号,在 S’系中观察,
xuc?
同理
21
x
cuc
c
c
v
v
c?v
xuc
Speed of light in any inertial reference frame
are same constants,use of time measurement
will be linked with distance measurement
第十四章 相对论物理学第五版
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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
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
Albert Einstein (1879 – 1955)
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,为此 1921
年获得诺贝尔物理学奖,还在量子理论方面有重要贡献,
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,
Einstein's philosophy,The natural world should be
harmonious & simple
Theoretical features,For simple & attributed to profound.
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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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,即不依赖于惯性系的选择,
1 相对性原理 ( Principle of special relativity)
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 (Principle of constancy of light speed)
一 狭义相对论的基本原理
(The basic principle of special relativity)
Laws of physics in all inertial reference frame both have the
same forms of expression
Speed of light in vacuum is constant,along all directions
are equal to c,with the light source or observer status of the
sport has nothing to do,that is not dependent on the choice
of inertial system
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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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,
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,
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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二 洛伦兹变换式 （ Lorentz tranformation）
z 'z
'y
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'ss * )',',','( tzyx
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设 t =t’ =0 时,O,O’重合 ; 事件 P的时空坐标如图所示,
符合相对论理论的时空变换关系,
1 洛伦兹坐标变换式 (Lorentz coordinate transformation)
The relationship of transform of time & space consistent with the theory of relativity theory
第十四章 相对论
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v正变换
2
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v逆变换
Proper transformation Inverse transformation
第十四章 相对论
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正变换
2
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( 1 )
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2 洛伦兹速度变换式 (Lorentz velocity transformation)
2
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1） x’,t’与 x,t 成线性关系，但比例系数 γ≠1,
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,
2） 时间不独立,t 和 x 变换相互交叉,
3） v<<c时，洛伦兹变换转换为伽利略变换。
Meaning,The basic laws of physics should remain
unchanged under the Lorentz transform,This shows that
the same laws of physics of uniform linear motion is
symmetry -----the symmetry of the theory of relativity.
洛伦兹变换 特点第十四章 相对论
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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
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'ss * )',',','( tzyx
),,,( tzyxP讨论
c
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光速不变 (Invariability of speed of light )
如在 S系中沿 x方向发射一光信号,在 S’系中观察,
xuc?
同理
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xuc
Speed of light in any inertial reference frame
are same constants,use of time measurement
will be linked with distance measurement
第十四章 相对论物理学第五版
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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
