《2021-2022学年高二物理竞赛课件：洛伦兹坐标变换和速度变换.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021-2022学年高二物理竞赛课件：洛伦兹坐标变换和速度变换.pptx（14页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、 洛伦兹坐标变换和速度变换洛伦兹坐标变换和速度变换设设 x 坐标变换满足线性关系：坐标变换满足线性关系：正正变变换换逆逆变变换换洛仑兹坐标变换洛仑兹坐标变换:推导见教推导见教材材P.128正变换正变换逆变换逆变换令令 2.速度变换速度变换 设设S系速度系速度S 系速系速度度根据速度定义根据速度定义：速度变换公式：速度变换公式：速度变换公式：速度变换公式：正正变变换换逆逆变变换换洛仑兹变换的意义洛仑兹变换的意义(1)洛仑兹变换是不同惯性系中时空变换的普遍公式洛仑兹变换是不同惯性系中时空变换的普遍公式洛仑兹变换洛仑兹变换 伽利略变换，满足对应原理伽利略变换，满足对应原理(2)与光速不变原理、真空中
2、光速为极限速率的实验与光速不变原理、真空中光速为极限速率的实验 事实相协调。事实相协调。时时建立了新的时空观建立了新的时空观 揭示出时间、空间揭示出时间、空间彼此关联彼此关联彼此关联彼此关联，并与物质、运动密，并与物质、运动密不可分，形成四维时空概念：不是不可分，形成四维时空概念：不是“时间时间+空间空间”，而是而是“时间时间空间空间”统一体统一体。不同惯性系中的观察者有各自不同的时空观念，不同惯性系中的观察者有各自不同的时空观念，不不存在存在存在存在对所有观察者都相同的对所有观察者都相同的绝对时间绝对时间绝对时间绝对时间和和绝对空间绝对空间绝对空间绝对空间。例例5-1:5-1:一短跑选手在地
3、面上用10s时间跑完100m的路程，求在另一个以0.6c的速度沿同一方向运动的参考系中，测得该选手跑过的路程和所用的时间。到达到达解：解：解：解：两事件为两事件为 起跑起跑由题意由题意负号说明起跑在右，到达在左。负号说明起跑在右，到达在左。kcv=k 例例5-2:5-2:设飞机以光速飞行，飞机上的灯光以光速向设飞机以光速飞行，飞机上的灯光以光速向前传播。求：飞机上灯光对地球的速度。前传播。求：飞机上灯光对地球的速度。v=c=+c1+cc2cc=cuxux=1vvc2ux+ux=cc解：解：一、一、一、一、“同时同时同时同时”的相对性的相对性的相对性的相对性(relativity of simu
4、ltaneity)由洛仑兹变换由洛仑兹变换 问题问题问题问题：在某一惯性系中的同时事件，在另一相对其运在某一惯性系中的同时事件，在另一相对其运动的惯性系中是否是同时的动的惯性系中是否是同时的?S系系系系事件事件1事件事件2S系同时发生的两事件系同时发生的两事件,t=0系系 若若 则则 ，两事件同时发生。，两事件同时发生。若若 则则 ，两事件不同时发生。，两事件不同时发生。理想实验：爱因斯坦火车理想实验：爱因斯坦火车,站台站台 ;火车火车同时同时不同时不同时C发一光信号发一光信号事件事件1:A接收到光信号接收到光信号事件事件2:B接收到光信号接收到光信号问题：问题：问题：问题：S S系、系、系、
5、系、S S 系系系系事件事件1、事件、事件2是否同时发生？是否同时发生？结论结论结论结论：“同时性同时性同时性同时性”具有相对性具有相对性具有相对性具有相对性 光速不变原理的直接结果光速不变原理的直接结果时时序序变变化化时时序序不不变变讨论讨论讨论讨论:(1)在某一惯性系中的同步钟，在另一相对其运在某一惯性系中的同步钟，在另一相对其运 动的惯性系中是否是同步的动的惯性系中是否是同步的?(2)两事件发生的时序与因果律两事件发生的时序与因果律即事件即事件1先发生先发生,则则S 系中系中?若若S系中系中 即事件即事件1有可能比事件有可能比事件2先发生、同时发生、或后发生，先发生、同时发生、或后发生，
6、时序有可能倒置。时序有可能倒置。与因果律是否矛盾？与因果律是否矛盾？有因果关联的事件之间的信号速率有因果关联的事件之间的信号速率满足时序不变条件满足时序不变条件二、时间膨胀二、时间膨胀二、时间膨胀二、时间膨胀理想实验：爱因斯坦火车理想实验：爱因斯坦火车站台系：站台系：火车系：火车系：用一个相对事件发生地静止的钟测用一个相对事件发生地静止的钟测量的两个量的两个同地同地同地同地事件的时间间隔事件的时间间隔原原时时(proper time)(固有时间固有时间)0该两事件为该两事件为异地异地异地异地事件，需用两只事件，需用两只钟测出其时间间钟测出其时间间隔：隔：非原时非原时站台系：站台系：光信号：光信号：原时最短原时最短运动时钟变运动时钟变慢效应慢效应时间膨胀，时间膨胀，时间延缓时间延缓(time expansion)