大学物理(2-1)曲晓波-第6章 狭义相对论-精品文档
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第六章狭义相对论§6.1 狭义相对论的基本原理1905年,爱因斯坦根据下列两个基本原理建立了狭义相对论。
1.相对性原理在每个惯性系里,自然现象所遵循的物理规律都相同。
2.光速不变性原理在每个惯性系里,光在真空中的速率都相同(即都是c)。
§6.2 洛伦兹变换由两个基本原理,可以得出彼此相对运动的两个惯性坐标系之间的变换关系,这种变换关系通常叫做洛伦兹变换。
1.特殊洛伦兹变换设两个笛卡儿坐标系∑和'∑的坐标轴互相平行,其中x 轴相重合。
'∑系沿x正轴方向以匀速)0,0,(x v v =相对于∑系运动。
在0'==t t 时刻,两个坐标系的原点重合。
则洛伦兹变换为)4.2.6()()3.2.6()2.2.6()1.2.6()(2''''x c v t t z z y y vt x x -===-=γγ 式中c 是真空中的光速, 2211c v -=γ (6.2.5)逆变换只需将速度改变符号即可。
2.一般洛伦兹变换如图1-5-1所示,两个笛卡儿坐标系∑和'∑的坐标轴保持平行,'∑系的原点'o 以匀速),,(z y x v v v v =相对于∑系做匀速直线运动。
这时洛伦兹变换为t v z v v v y v v v x v v x x y x y x xγγγγ--+-+⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+=2222')1()1()1(1(6.2.6) t v z v v v y v v x v v v y zy y z y γγγγγ--+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-++-=2222')1()1(1)1( (6.2.7)t v z v v y v v v x v v v z z z y z x z γγγγ-⎥⎦⎤⎢⎣⎡-++-+-=2222')1(1)1()1((6.2.8) t z cv y c v x c v t z y x γγγγ+---=222' (6.2.9)§6.3 相对论的时空理论1.同时性概念的相对性根据洛伦兹变换,再同一个惯性系里的各个地方,有共同的同时性;而在两个做相对运动的惯性系里,则没有共同的同时性。