《2021-2022学年高二物理竞赛课件：相对论习题课件.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：相对论习题课件.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、相对论习题课件例一列长为例一列长为0.5km（按列车上的观察者测量）的（按列车上的观察者测量）的高速行驶的列车，以每小时高速行驶的列车，以每小时1000km的速度行驶，的速度行驶，地面上人看到闪电同时击中火车头尾，问车上地面上人看到闪电同时击中火车头尾，问车上测得这两个闪电的时间间隔为多少？测得这两个闪电的时间间隔为多少？解：解：S系为地，系为地，S系为列车，已知系为列车，已知.(3).(4)（4 4）式代入（）式代入（7 7）式）式即：即：令：令：.(4).（11）式代入（）式代入（3）得：）得：.(12)因在因在Y和和Z方向没有方向没有相对运动相对运动,故有故有;下面再求时间的下面再求时间
2、的变换变换:(3).(12)下面再求时间的变换下面再求时间的变换,由由(12)式式:.(12)或或:7综合以上几式得综合以上几式得:因因K 系和系和K系只是在系只是在x(x)轴方向上做相对运轴方向上做相对运动，则有动，则有 正正变变换换逆逆 变变 换换*洛伦兹变换式洛伦兹变换式1）与与 成线性关系，但比例系数成线性关系，但比例系数 .2）时间不独立，时间不独立，和和 变换相互交叉变换相互交叉.3）时，时，=0，=1，洛伦兹变换，洛伦兹变换 伽利略伽利略变换。变换。洛伦兹变换洛伦兹变换特点特点 意义：意义：基本的物理定律应该在基本的物理定律应该在洛伦兹变换洛伦兹变换下保下保持持不变不变.这种不变
3、显示出物理定律对匀速直线运动这种不变显示出物理定律对匀速直线运动的对称性的对称性 相对论对称性相对论对称性.伽利略变换伽利略变换（绝对时空绝对时空）洛仑兹洛仑兹变换变换（相对论时空相对论时空）伽利略变换是洛仑兹伽利略变换是洛仑兹变换的低速近似变换的低速近似：4）物质之间的相对运动速度物质之间的相对运动速度 ，否则，否则 为为虚数，时空坐标也变为虚数，失去了时空坐标的意义。虚数，时空坐标也变为虚数，失去了时空坐标的意义。真空中的光速，是实际物体速度的上限。真空中的光速，是实际物体速度的上限。注意注意：相对性原理实际上是伽利略力学相对性相对性原理实际上是伽利略力学相对性原理的推广，不过它不仅包含力
4、学现象，而且原理的推广，不过它不仅包含力学现象，而且包括一切其它的物理现象。包括一切其它的物理现象。即：一切惯性系都是平权的。没有一个特殊地即：一切惯性系都是平权的。没有一个特殊地位的参照系。否定了绝对参照系的存在。当然位的参照系。否定了绝对参照系的存在。当然要找到对电磁波的速度有特殊值的参照系是找要找到对电磁波的速度有特殊值的参照系是找不到的。不到的。基本物理规律（包括力学规律）的方程，是洛仑兹变基本物理规律（包括力学规律）的方程，是洛仑兹变换下的协变式：换下的协变式：在在洛仑兹洛仑兹变换下，方程的形式不变。变换下，方程的形式不变。按照狭义相对论时空观，时空的变换关系应按照狭义相对论时空观，时空的变换关系应该用洛仑兹变换代替伽利略变换，而伽利略变该用洛仑兹变换代替伽利略变换，而伽利略变换是洛仑兹变换在低速情况下的近似。换是洛仑兹变换在低速情况下的近似。12速度变换速度变换讨论讨论：1）若）若 ，则在，则在s系中系中2)为实数为实数物体的速度以光速物体的速度以光速c为极限为极限可见：物质之间的相可见：物质之间的相对运动速度必有对运动速度必有 否则否则 为虚数，时空坐为虚数，时空坐标也变为虚数，失去标也变为虚数，失去了时空坐标的意义。了时空坐标的意义。