6.1牛顿力学中运动的相对性6-2狭义相对论的两个基本假设-(1)上课用.课件.ppt

1、6.1 牛顿力学中运动的相对性牛顿力学中运动的相对性一、伽利略相对性原理2、对于任何惯性参照系、对于任何惯性参照系，力学现象都以同样的规，力学现象都以同样的规律进行。即：牛顿力学的规律都具有相同的形式。律进行。即：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。也叫做伽利略相对这就是经典力学的相对性原理。也叫做伽利略相对性原理。性原理。1、惯性参照系：如果牛顿运动定律在某个参考系、惯性参照系：如果牛顿运动定律在某个参考系成立，这样的参照系叫做惯性参照系，简称惯性系。成立，这样的参照系叫做惯性参照系，简称惯性系。如果如果s为一惯性参照系，则任何对于为一惯性参照系，则任何对于s作等速直

2、线运作等速直线运动的参照系都是惯性参照系；而对于动的参照系都是惯性参照系；而对于s作加速运动作加速运动的参照系则是非惯性参照系。所有的惯性参照系都的参照系则是非惯性参照系。所有的惯性参照系都是等效的。是等效的。惯性参照系即惯性系。惯性参照系即惯性系。二、经典时空观（绝对时空观）二、经典时空观（绝对时空观）1、绝对的、真正的、数学的时间在均匀地、与任、绝对的、真正的、数学的时间在均匀地、与任何外界事物无关地流逝着。何外界事物无关地流逝着。2、绝对空间永远相同、不动，与外界事物无关。、绝对空间永远相同、不动，与外界事物无关。3、时间和空间相互独立、互不相关、时间和空间相互独立、互不相关。三、伽利略

3、三、伽利略速度变换速度变换设车厢对地速率为u，行人对车速率为v向前时：则人对地的速度为v=u+v参考系不同，速率也不同，速率随参考系的变化关系式称为伽利略变换公式。设车厢对地速率为u，行人对车速率为v向后时：则人对地的速度为v=u-v6.2 狭义相对论的两个基本假设狭义相对论的两个基本假设一、爱因斯坦的相对性原理 对于不同的惯性系，物理规律（包括力学的和电磁对于不同的惯性系，物理规律（包括力学的和电磁学的）都是一样的。即：物理定律与惯性系的选择学的）都是一样的。即：物理定律与惯性系的选择无关，对物理定律来说，所有惯性系都是等价的。无关，对物理定律来说，所有惯性系都是等价的。二、光速不变原理 光

4、在真空中运动的速度在任何惯性系中测得的数值都是相同的。C=299792458m/s1m的规定：光在真空中s内传播的距离。2997924581sm/1000.38相对性原理：相对性原理：对于不同的惯性系，物理规律对于不同的惯性系，物理规律（包括力学和电磁学）都是一样的。（包括力学和电磁学）都是一样的。光速不变原理：光速不变原理：光速与惯性系的选择无关。光速与惯性系的选择无关。6.3 时间、长度的相对性时间、长度的相对性一、一、“同时同时”的相对性的相对性相隔一定距离发生的两件事，在一个参考相隔一定距离发生的两件事，在一个参考系中观测是同时发生的，在相对于此参考系运系中观测是同时发生的，在相对于此

5、参考系运动的另一个参考系中观测就可能不是同时，而动的另一个参考系中观测就可能不是同时，而是一先一后发生的。是一先一后发生的。21cvtt时间延缓效应并不是说时间延缓效应并不是说由于相对运动而使钟发由于相对运动而使钟发生了结构性变化，是由生了结构性变化，是由于不同观测者进行量度于不同观测者进行量度时引起的一种观测效应。时引起的一种观测效应。这种效应是相对的。对这种效应是相对的。对于同一参考系，于同一参考系，v=0，就不存在这种效应了。就不存在这种效应了。当当v接近光速时，这种偏差是非常大的。接近光速时，这种偏差是非常大的。二、运动时钟的变慢二、运动时钟的变慢一个物体相对于观察者静止时，它的长一个

6、物体相对于观察者静止时，它的长度测量值最大。相对于观察者运动时，观察度测量值最大。相对于观察者运动时，观察者在运动方向上观测，它的长度缩短，速度者在运动方向上观测，它的长度缩短，速度越快，缩得越短。即运动的尺子要缩短。越快，缩得越短。即运动的尺子要缩短。三、长度的相对性三、长度的相对性v0v2201cull质能关系式：质能关系式：E=mc2式中的质量式中的质量m是经过狭义相对论是经过狭义相对论“改造改造”后的质量。后的质量。质量和速度的关系式：质量和速度的关系式：式中的式中的m0是是v=0时物体的质量，称为静质量。它是不变的。时物体的质量，称为静质量。它是不变的。静能量：静能量：E0=m0c2

7、这里说的这里说的“能量能量”指与研究对象相联系的全部能量。指与研究对象相联系的全部能量。四、相对论的质量和能量四、相对论的质量和能量讨论:(1)静止能 E0=m0c2 表示物体时的总内能:(2)质能关系统一了质量守恒定律和能量守恒定律.当质量发生变化m时,能量也有相应变化E.mcmcE22(3)质能关系是人类打开核能宝库的钥匙.2mcE 质能方程质能关系:反映质量与能量不可分割,任何物体系统,可以由质量或能量来表示其数量上的特征.静止物体所含巨大能量不引人注意,是因为没有能量向外流出.经典时空观经典时空观相对论时空观相对论时空观主主要要结结论论同时的绝对性同时的绝对性同时的相对性同时的相对性时间间隔的绝对性时间间隔的绝对性运动的时钟变慢运动的时钟变慢空间距离的绝对性空间距离的绝对性运动的尺子变短运动的尺子变短质量不变质量不变质量随速度的增大而增大质量随速度的增大而增大主主要要内内容容时间和空间彼此独立时间和空间彼此独立,互不关联，且不受物互不关联，且不受物质或运动的影响。质或运动的影响。时间和空间相互关联，质时间和空间相互关联，质量随物体的运动状态的改量随物体的运动状态的改变而改变。变而改变。注意：速度要接近光速时，相对论效应才会明显。