2022-2023学年高二物理竞赛课件：狭义相对论

狭义相对论 相对论 狭义相对论 广义相对论 1905年爱因斯坦提出的，是一种仅适用于惯性系，从时间和空间的基本概念出发将力学和电磁学统一起来的概念 1916年爱因斯坦等人提出的，适用于非惯性系，是包含引力的相对性理论，是相对论天体物理学，高能天体物理学和宇宙学的理论基础 狭义相对论 阿尔伯特·爱因斯坦（德语：Albert Einstein，1879年3月14日－1955年4月18日），20世纪犹太裔理论物理学家、思想家及哲学家，也是相对论的创立者。阿尔伯特·爱因斯坦被誉为是现代物理学之父 及 二十世纪最重要的科学家之一。 爱因斯坦生于德国乌尔姆一个经营电器作坊的小业主家庭，他有一位妹妹。父母都是犹太人，父亲赫尔曼·爱因斯坦是一名不太成功的商人，母亲波林·科克是一位钢琴家。爱因斯坦的语言能力不是很好三岁仍未懂得说话，他在数学方面表现出特别的天赋,他在年幼时却已明白深奥的数学概念。五岁时对袖珍罗盘着迷，六岁开始练习拉小提琴。 广义相对论 狭义相对论 布朗运动 光电效应 E=mc² 爱因斯坦场方程 玻色-爱因斯坦统计 EPR悖论 著名成就 在100年前的1905年，26岁的爱因斯坦写出了5篇改变世界的物理论文，他的《分子体积的新测定》证明了分子的存在；《热的分子运动论所要求的静止液体中悬浮小粒子的运动》论证了微粒的运动规则；《论动体的电动力学》创立了狭义相对论；《物体的惯性同它所含的能量有关吗？》推导出了“E=mc2”公式；《关于光的产生和转化的一个试探性观点》发现了光电效应规律。 2005年既是爱因斯坦发表5篇论文100周年，也是他逝世50周年。德国总理施罗德在柏林宣布，2005年为德国的“爱因斯坦年”，旨在纪念相对论诞生100周年，纪念爱因斯坦逝世50周年。2005年4月18日，在他去世五十周年之际，全世界发起“物理照亮世界”的光束传递活动。当日带有他头像的激光信号从美国普林斯顿大学发出，透过大洋光缆穿越整个地球，在24小时之后回到美国。中国在4月19日傍晚开始光束传递，爱因斯坦光束传遍了全国的33个城市。 一、力学的相对性原理 力学规律在所有惯性系中都是等价的，具有相同形式。 二、伽利略变换 ——相对性原理的数学表达式，是建立在经典时空观基础上的不同参照系之间的时空变换关系。 伽利略航船现象——1632年 表述1： 在任何一个惯性参照系中，不可能通过 任何力学实验判定这个参照系是处于静止或匀速直线运动状态。 表述2： 17.1 经典力学时空观 S与S´关系如下： ——伽利略坐标变换式 ——伽利略速度和加速度变换式 力学定律形式不变 1.同时性是绝对的 S中同时： S´中： 2. 时间间隔是绝对的 S中不同时： S´中： 三、经典力学的时空观 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 3. 两地之间的距离是绝对的 S系: S'系: 经典时空观综述： ▲ 绝对的真实的数学时间，就其本质而言，是永 远均匀的流逝着，与任何外界事物无关。 ▲ 绝对的空间就其本质而言，是与任何外界事物无关，它从不运动，并且永远不变。 ▲ 绝对时间和绝对空间的概念加上伽利略相对性原理，便构成了经典的时空观。 其中： 注意： 当 u<< C 时 洛仑兹变换 转换为 伽利略变换 逆变换 式中 $