1、第十四章第十四章 相对论相对论物理学物理学第五版第五版相相 对对 论论第十四章第十四章第十四章第十四章 相对论相对论物理学物理学第五版第五版2 一一 理解理解狭义相对论的两条基本原理，狭义相对论的两条基本原理，掌握掌握洛伦洛伦兹变换式。兹变换式。本章教学基本要求本章教学基本要求 二二 理解理解同时的相对性，以及长度收缩和时间延同时的相对性，以及长度收缩和时间延缓的概念，缓的概念，掌握掌握狭义相对论的时空观。狭义相对论的时空观。三三 掌握掌握狭义相对论中质量、动量与速度的关狭义相对论中质量、动量与速度的关系，以及质量与能量间的关系。系，以及质量与能量间的关系。第十四章第十四章 相对论相对论物理学
2、物理学第五版第五版3 真空中的光速是常量，沿各个方向真空中的光速是常量，沿各个方向都等于都等于c，与光源或观测者的运动状态，与光源或观测者的运动状态无关无关。1 相对性原理相对性原理 物理定律在所有惯性系中都具有相物理定律在所有惯性系中都具有相同的表达形式同的表达形式。2 光速不变原理光速不变原理 1 1 狭义相对论的基本原理狭义相对论的基本原理第十四章第十四章 相对论相对论物理学物理学第五版第五版4)tx(xv yy zz )xct(t2v 正正变变换换)tx(x v yy zz )xct(t 2v 逆逆变变换换 2 2 洛仑兹变换式洛仑兹变换式xxxucuu21vv xzzucuu21v
3、xyyucuu21v xyyucuu21v xzzucuu21v xxxucuu 21vv第十四章第十四章 相对论相对论物理学物理学第五版第五版5),(1111tzyx 系系(车厢参考系车厢参考系),(2222tzyxSv x y o121236912369212111xcvtt222221xcvtt221xcttv 3 3 同时的相对性同时的相对性第十四章第十四章 相对论相对论物理学物理学第五版第五版6221xcvtt-不同时，不同地不同时，不同地-不同时，不同地不同时，不同地2同地不同时同地不同时0 0tx 1同时不同地同时不同地00tx S S系系S S系系 3 3 同时的相对性同时的相
4、对性-同时同地同时同地-不同时，不同地不同时，不同地xct2v-同时同时 3同时同地同时同地0 0tx 4不同时不同地不同时不同地00tx 讨论讨论第十四章第十四章 相对论相对论物理学物理学第五版第五版72121201 vt)(xvt)(xxxl221211lxxxyozs1 x2 x0l y xv o z s1x2xS系：系：12xxl120 xxlS系：系：4 4 长度的收缩长度的收缩(动尺变短动尺变短)物体在运动方向上长度收缩。物体在运动方向上长度收缩。第十四章第十四章 相对论相对论物理学物理学第五版第五版8xyosd12369123691x2x12369 yx xyvoossdB123
5、6921tt 固有固有时间时间：同一同一地点发生的地点发生的两两事件的事件的时间间隔时间间隔。时间延缓时间延缓：运：运动的钟走得慢动的钟走得慢。0ttt 5 5 时间的延缓时间的延缓(动钟变慢动钟变慢)第十四章第十四章 相对论相对论物理学物理学第五版第五版9 相对论动量遵循洛伦兹变换相对论动量遵循洛伦兹变换vvvmmmp0201 相对论质量相对论质量201mmcvvv0mmp 6 6 相对论动量与质量相对论动量与质量0mm cv:第十四章第十四章 相对论相对论物理学物理学第五版第五版10)1(dd20vmtF1）：cv0mmamF0不变不变iiiiimp201v0iiF4）：3）光子静质量为光
6、子静质量为0：cv 00mvdtdmdtvdmvmdtdF)(2）外力改变外力改变 、：mv 8 8 狭义相对论力学的基本方程狭义相对论力学的基本方程第十四章第十四章 相对论相对论物理学物理学第五版第五版11202kcmmcE相对论动能：相对论动能：20k21vvmEc当当 时，时，静能量：静能量：200cmE质能关系式质能关系式 9 9 狭义相对论的质能关系狭义相对论的质能关系2mcE 22mccmEE0K2)(cmE 第十四章第十四章 相对论相对论物理学物理学第五版第五版12222021ccmmcEv2201cmmpvvvE200cmE pc22202cpEE 极端相对论近似极端相对论近似
7、pcEEE,0 10 10 狭义相对论动量与能量关系狭义相对论动量与能量关系第十四章第十四章 相对论相对论物理学物理学第五版第五版13 讨论：讨论：试比较长度、时间、质量、动量、动能试比较长度、时间、质量、动量、动能等物理量在经典力学与相对论力学中的区别。等物理量在经典力学与相对论力学中的区别。220/1cvmmvmp220/1cvvmp221mvEk202cmmcEk动能动能动量动量绝对，与运动速度无关绝对，与运动速度无关质量质量相对，与参考系有关相对，与参考系有关绝对，与参考系无关绝对，与参考系无关时间时间相对，与参考系有关相对，与参考系有关绝对，与参考系无关绝对，与参考系无关长度长度相对论力学相对论力学经典力学经典力学物理量物理量第十四章第十四章 相对论相对论物理学物理学第五版第五版14
