第四章狹義相對(duì)論基礎(chǔ)1提綱伽利略相對(duì)性原理和伽利略變換狹義相對(duì)論基本原理和洛侖茲變換狹義相對(duì)論的時(shí)空觀狹義相對(duì)論動(dòng)力學(xué)160018001700伽利略1564-1642………物理學(xué)關(guān)鍵概念的發(fā)展1900力學(xué)熱力學(xué)電磁學(xué)牛頓1642-1722麥克斯韋1831-1879

以牛頓力學(xué)和麥克斯韋電磁場(chǎng)理論為代表的經(jīng)典物理學(xué)，到20世紀(jì)初，已經(jīng)取得了空前的成就。人類對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)，已從宏觀低速物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律逐漸擴(kuò)展到高速傳播的電磁波（包括光波）的場(chǎng)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律。160018001700伽利略1564-1642………物理學(xué)關(guān)鍵概念的發(fā)展1900力學(xué)熱力學(xué)電磁學(xué)牛頓1642-1722麥克斯韋1831-1879

以牛頓力學(xué)和麥克斯韋電磁場(chǎng)理論為代表的經(jīng)典物理學(xué)，到20世紀(jì)初，已經(jīng)取得了空前的成就。人類對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)，已從宏觀低速物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律逐漸擴(kuò)展到高速傳播的電磁波（包括光波）的場(chǎng)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律。2000相對(duì)論量子力學(xué)愛(ài)因斯坦1879-1955……相對(duì)論與量子力學(xué)的創(chuàng)立是20世紀(jì)最偉大的成就，這兩門學(xué)科構(gòu)成了近代物理學(xué)的基礎(chǔ)5*

系相對(duì)于系以勻速沿軸運(yùn)動(dòng)，觀察兩參照系中同一事件的時(shí)空關(guān)系。4.1伽利略相對(duì)性原理＆伽利略變換6*7速度變換公式*8加速度變換

在兩相互作勻速直線運(yùn)動(dòng)的慣性系中,牛頓運(yùn)動(dòng)定律具有相同的形式.*討論2.在伽利略變換中t＝t意味著，不論在哪一個(gè)慣性系中，都有一個(gè)相同的絕對(duì)時(shí)間.這實(shí)際上是經(jīng)典力學(xué)隱含的一個(gè)基本假定.3.由伽利略加速度變換式可知質(zhì)點(diǎn)在兩個(gè)慣性系中的加速度相同，經(jīng)典力學(xué)中質(zhì)量m是恒量，牛頓定律對(duì)伽利略變換保持不變.同時(shí)由于力學(xué)各種守恒定律均為牛頓定律的推論，所以力學(xué)規(guī)律對(duì)伽利略變換是不變的，即力學(xué)規(guī)律對(duì)一切慣性系都是等價(jià)的.1.

伽利略變換說(shuō)明了同一事件在兩個(gè)慣性系中時(shí)空坐標(biāo)之間的關(guān)系.10經(jīng)典力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀絕對(duì)空間:空間與運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān),空間絕對(duì)靜止.空間的度量與慣性系無(wú)關(guān),絕對(duì)不變．絕對(duì)時(shí)間:時(shí)間均勻流逝,與物質(zhì)運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān),所有慣性系有統(tǒng)一的時(shí)間.11牛頓的絕對(duì)時(shí)空觀牛頓力學(xué)的相對(duì)性原理注意

牛頓力學(xué)的相對(duì)性原理,在宏觀、低速的范圍內(nèi),是與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相一致的.但在高速運(yùn)動(dòng)情況下則不適用.

光速C-----邁克耳遜-莫雷的0結(jié)果“以太(ether)”------光的傳播媒質(zhì)是“以太”論的觀點(diǎn)：假設(shè)整個(gè)宇宙都充滿著一種絕對(duì)靜止的特殊媒質(zhì)---“以太”。光波靠“以太”傳播，光相對(duì)于靜止的“以太”，傳播速度各向同性，恒為絕對(duì)速度為C,“以太”是優(yōu)于其它參考系的絕對(duì)參考系。光的波動(dòng)說(shuō)“以太”為何物？地球相對(duì)“以太”的速度是多少？邁克爾遜-莫雷精密的光干涉實(shí)驗(yàn)----------“零”結(jié)果光相對(duì)地球的速度又是多少？邁-莫實(shí)驗(yàn)若能用實(shí)驗(yàn)證明光波對(duì)地球的相對(duì)運(yùn)動(dòng)符合上述規(guī)律，則地球?qū)Α耙蕴钡慕^對(duì)運(yùn)動(dòng)將被證實(shí)，“以太”觀點(diǎn)成立。u若在地球上固定一光源S按伽利略的速度合成法則，地球?qū)σ蕴慕^對(duì)運(yùn)動(dòng)必滿足：cu+v或ucv以太系以太風(fēng)邁克耳孫—莫雷實(shí)驗(yàn)（尋“以太”失敗的著名實(shí)驗(yàn)）續(xù)6假如存在“以太”，的大小必定與傳播方向有關(guān)。u繞中心O轉(zhuǎn)動(dòng)干涉儀兩臂光程差必改變，干涉條紋必有移動(dòng)。轉(zhuǎn)過(guò)90°，兩臂取向互換，光程差改變達(dá)極大，條紋移動(dòng)量達(dá)極大若“以太”觀點(diǎn)成立，預(yù)期有0.4根條紋移動(dòng)量實(shí)測(cè)結(jié)果

經(jīng)過(guò)不同季節(jié)、不同時(shí)間的反復(fù)仔細(xì)觀測(cè)記錄，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)預(yù)期的條紋移動(dòng)。在歷史上曾被稱為有關(guān)尋找“以太”著名的“零結(jié)果”。邁克耳孫—莫雷實(shí)驗(yàn)（尋“以太”失敗的著名實(shí)驗(yàn)）v地球c光對(duì)以太v地球?qū)σ蕴鈱?duì)地球us底盤1鏡2鏡玻片O11m臂長(zhǎng)l=

590nm邁克耳孫干涉儀cv+cv2cv22cv2觀察記錄干涉條紋相