大學物理第四章－1課件

普通物理學參考書：●大學物理學.第三冊,電磁學

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大學物理學.第四冊,波動與光學

O4/Z-719B.2/4大學物理學.第五冊,量子物理

O4/Z-719B.2/5張三慧主編清華大學出版社●《大學物理教程》吳錫瓏主編高等教育出版社

●《大學物理學習指導》張孝林主編科學出版社●相對論在現(xiàn)代導航中的應用

TN967.1/F-151費保俊編著●《工科物理習題集》雜志:《大學物理》《工科物理》基本要求:1、上課不遲到、不早退，不無故缺課2、作業(yè)按時完成，每周二交，周二發(fā)3、平時成績30％左右，期末成績70%左右聯(lián)系方式：公共郵箱：密碼：800122一、位置矢量（位矢）zyxo位矢:用有向線段表示記作:大小為：位矢的方向：P(x,y,z)1運動描述的幾個概念二、位移設質點作曲線運動t時刻位于A點，位矢t+t時刻位于B點，位矢

位移：

在t時間內(nèi)，位矢的變化量（即A到B的有向線段）zyxoBA在直角坐標系中2、瞬時速度質點在某一時刻所具有的速度速度的方向為軌道上質點所在處的切線方向。速度的矢量式：速度的三個坐標分量：ozyxAB速度的大小：t1時刻，質點速度為t2時刻，質點速度為四、加速度加速度是反映速度變化的物理量t時間內(nèi)，速度增量為：平均加速度結論：平均加速度的方向與速度增量的方向一致xozy瞬時加速度：當t0時，平均加速度的極限即為瞬時加速度。加速度的矢量式：加速度的大?。寒攖趨向零時，速度增量的極限方向加速度的方向：絕對時空觀和伽利略變換長期被奉為絕對真理，

對它們的沖擊最早來自麥克斯韋的電磁場理論表現(xiàn)在兩方面：1、電磁場理論不滿足力學相對性原理，在伽利略

變換下，電磁場方程形式發(fā)生變化。

2、按照電磁場理論，光是電磁波，并通過媒質以

有限的速度傳遞，而實驗發(fā)現(xiàn)光可以在真空中傳播物理學家假設存在絕對靜止的參考系“以太”邁克耳孫-莫雷實驗GTS理論與實驗結果產(chǎn)生矛盾否定了絕對參考系的存在u一、狹義相對論基本原理：1、狹義相對論的相對性原理：在所有慣性系中，物理定律的表達形式都相同。2、光速不變原理：在所有慣性系中，真空中的光速具有相同的量值C。物理表明：絕對靜止的參照系不存在§4-1狹義相對論基本原理

洛侖茲變換（1）通過這種變換，物理定律都應該保持自己的數(shù)學

表達形式不變；

（2）通過這種變換，真空中光的速率在一切慣性系

中保持不變；

（3）這種變換在適當?shù)臈l件下（即在低速情況下）

轉化為伽利略變換。

洛倫茲（1853——1928）荷蘭物理學家。變換式原來是洛倫茲在1904年研究電磁場理論時提出來的，當時并未給予正確解釋。第二年愛因斯坦從新的觀點獨立地導出了這個變換式。通常以洛倫茲命名。尋找新的變換形式!能夠滿足狹義相對論基本原理的變換是洛倫茲變換：二、洛侖茲坐標變換式oxyzO′Z′Y′X′K’系相對于K系以v

沿x軸作勻速運動

在t=t′=0時,O與O′重合.P(x,y,z,t)逆變換：

即K系相對于K′系以-v沿x軸作勻速運動，在t=t′=0時,O與O′重合3、比較

伽利略變換洛侖茲變換反映力學相對性原理反映相對性原理適用于低速物體

認為速度無極限

時間空間互相獨立適用于一切物體

速度極限為c

時間空間不可分隔區(qū)別聯(lián)系低速時,伽利略變換洛侖茲變換例題:一短跑運動員在地球上以10s時間跑完100m,在飛行速度為0.98c的飛船上看來,這名選手跑了多長距離?用了多長時間?解:地球為K系,選手起點(x1,0,0,t1),

終點(x2,0,0,t2)x2-x1=100mt2-t1=10s飛船為系由洛侖茲坐標變換：這名選手跑了的距離，用了50.25s時間相對論速度變換相對論速度逆變換S（地球）飛船B解：（1）A看B：如圖：由題意知代入公式得（2）B看A：如圖：由題意知S（地球）代入公式得飛船A例、一粒子以0.05C的速率相對實驗室參考系運動。此粒子衰變時發(fā)射一個電子，電子相對于粒子的速率為0.8C，電子的衰變方向與粒子運動方向相同。求電子相對于實驗室參