2022-2023学年高二物理竞赛课件：狭义相对论基本原理 洛仑兹变换

狭义相对论基本原理 洛仑兹变换 一、狭义相对论的基本原理 物理定律在所有惯性系中都是相同的，或者说：所有惯性系都是等价的，不存在绝对参照系。 1. 狭义相对性原理 2. 光速不变原理 在一切惯性系中，光在真空中沿各个方向传播速度都是C，跟光源与观察者相对速度无关。 狭义相对论基本原理 洛仑兹变换 二、洛仑兹变换 前提：♠ 满足狭义相对性原理和光速不变原理 ♠ 当u<<c时，换原为伽利略变换 表示： 取如下线性变换 计算整理得出洛仑兹变换式： 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 一、同时的相对性 S系： 时空坐标为 S´系： 时空坐标为 17.4 狭义相对论的时空观 1o 若 则 —— 在 S 系中同一地点同时发生两件事，在 S´ 系中也是同时发生。 2o 若 —— 称为同时的相对性 则 例：爱因斯坦列车 列车： 地面： A 先，B 后 同时收到 3o 时序的相对性 保证相对论与因果律不矛盾，应满足运动速度小于光速。 以子弹击中小鸟为例： S系： 发射: 击中： S´系： 若要满足 式中：u是S´系速度， 是子弹速度。 前 事件1 开枪 后 事件2 鸟死 子弹  则要满足 二 、运动的时钟变慢 事件E1: S S´ u C1 C2 C3 C3 C3→C1 事件E2: C3→C2 由洛仑兹变换 三 、运动的杆缩短 静止长度 运动长度 由洛仑兹变换： 一、质量与速度关系 mo:静止质量 m : 运动质量 二、相对论动力学方程 相对论动量表示为： 相对论动力学方程是： 17.6 相对论质点动力学方程 1o moc2 称为 静止能量 表明质量与能量之间有着固定的、内在关系。 2o 注意到 物质存在和运动形式变化，不能说物质转化为 能量 物体吸收或放出能量时，伴随质量增加或减少 3o 在 时 E=mc2是相对论总能量 例 1 1s 之后同时被 P1和 P2接收到。设 S ´ 相对 S 的运动速度为 0.8 c，求： P1和 P2接收到讯号时在 S ´上的时刻和位置。 P1 P2 解： P1 在 S´上观察时 闪光从 O点出发，在 S上观察光讯号于 S系： P2 S´系： P1 P2 例 2 相距 1000 m的两点，而在另一惯性系 S ´中，测得这两个事件发生的地点相距 2000 m。求； 在 S ´系中测得这两个事件的时间间隔。 解： 由洛仑兹变换 惯性系 S中，两事件同时发生在 x轴上 $