CH5-1、伽利略变换和绝对时空观(详)(精品).ppt
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1、第第5章章 狭义相对论基础狭义相对论基础(Introduction of Special Relativity)5、1概概述述伽利略变换和力学相对性原理伽利略变换和力学相对性原理5、2狭义相对论的基本假设和洛仑兹狭义相对论的基本假设和洛仑兹 坐标变换坐标变换5、3 狭义相对论的时空观狭义相对论的时空观5、4 相对论动量、能量、质量。相对论动量、能量、质量。5、1伽利略变换和力学相对性原理伽利略变换和力学相对性原理(Galileo Transformation and Relativistic Principle of Mechanics)一)伽利略坐标变换(简称一)伽利略坐标变换(简称“GT”
2、GT”)什么是什么是GT呢?是讲一个事件在两个惯性参照呢?是讲一个事件在两个惯性参照系中的时空关系。系中的时空关系。设有两个参照系设有两个参照系K系和系和K系,且满足:系,且满足:1 1)各坐标轴相互平行;)各坐标轴相互平行;2 2)KK系相对系相对K K系沿系沿X X轴轴以以 作匀速直线运动;作匀速直线运动;3 3)坐标轴原点)坐标轴原点O O与与OO点点重合时作为公共计时起重合时作为公共计时起点。以后不加声明,都是点。以后不加声明,都是 yoxzKyOxzK指这样的参照系!指这样的参照系!yoxzKZyoxzKYOXZK设在空间设在空间P点有一事件发生如开灯、或打开收音机等。点有一事件发生
3、如开灯、或打开收音机等。两坐标系观测到这一件事的时空坐标为:两坐标系观测到这一件事的时空坐标为:二者关系为:二者关系为:YOXKZPyoxzKYOXZK此式称为此式称为伽利略坐标变换伽利略坐标变换。那么是什么思想指导你承认这一关系式呢?如那么是什么思想指导你承认这一关系式呢?如一针见血地指出来,那就是我们头脑里存在的一针见血地指出来,那就是我们头脑里存在的经典的时空观。经典的时空观。yoxzKZYOXKZP两个事先较准的钟,何以走得一样快呢?显然两个事先较准的钟,何以走得一样快呢?显然你是根据你在低速状态下的经验,认为事先较你是根据你在低速状态下的经验,认为事先较准的钟准的钟“应该应该”一样。
4、根本不考虑以后是否运一样。根本不考虑以后是否运动,这一思想正是牛顿的思想。牛顿说过:动,这一思想正是牛顿的思想。牛顿说过:那么什么是我们头脑里存在的经典的时空观?那么什么是我们头脑里存在的经典的时空观?不妨反问一下大家:上式关系中何以见得不妨反问一下大家:上式关系中何以见得即把时间看作与物质运动无关即把时间看作与物质运动无关-经典的时空观。经典的时空观。此式称为此式称为伽利略坐标变换伽利略坐标变换。“绝对的数学的时间流逝着,并且由于它的本性绝对的数学的时间流逝着,并且由于它的本性而均匀地与外界无关地流逝着。而均匀地与外界无关地流逝着。”-牛顿牛顿-又比如,要量度坐标的长度以便量度质点的位又比如
5、,要量度坐标的长度以便量度质点的位置、速度等,务必要用到尺子,你必定认为在置、速度等,务必要用到尺子,你必定认为在O、O重合时将各个坐标系的尺子较准后,尺重合时将各个坐标系的尺子较准后,尺子在两个坐标系中不会有什么不一样。子在两个坐标系中不会有什么不一样。显然你是根据你在低速状态下的经验,认为事显然你是根据你在低速状态下的经验,认为事先较准的尺子先较准的尺子“应该应该”一样。根本不考虑以后一样。根本不考虑以后是否运动,尺子是空间广延性的量度工具,显是否运动,尺子是空间广延性的量度工具,显然你是把空间看作与运动无关,这一思想正是然你是把空间看作与运动无关,这一思想正是牛顿的思想。牛顿说过:牛顿的
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