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* * 第四章 狭义相对论 广义 — 推广到一般参照系（非惯性系）包括引力场在内的理论 （1916年） 相对论 （1905年） 狭义 — 局限在惯性参照系的理论 牛顿力学—低速运动的宏观物体 相对论力学—高速运动的物体 §1 经典力学时空观 §2 狭义相对论的基本原理 洛仑兹变换 §3 狭义相对论的时空观 §4 狭义相对论动力学基础 基本内容 伽利略坐标变换式 时间与空间无关！ §1 经典力学时空观 一、伽利略变换 正变换 逆变换 vt P . z x y S O x 静止参照系 运动参照系 伽利略速度和加速度变换式 牛顿定律对伽利略变换不变 vt P . z x y S O x 船走吗? 舟行而不觉也 ---西汉《尚书纬 ?考灵曜》 二、力学的相对性原理 对任何惯性系来说，力学现象都遵从同样的规律，即一切惯性系都是等价的 无法借助力学实验的手段确定惯性系自身的运动状态 ②绝对空间：长度量度与参照系无关 S系 S’系 ①时间和空间彼此独立 空间间隔是不变量------与参照系无关 三、经典力学时空观 vt P . z x y S O x 经典力学时空观---绝对时空观 ③绝对时间：时间量度与参照系无关 ④绝对质量：物体质量与参照系无关 在此基础上有 时间间隔是不变量 以太系 光在“以太”媒质中传播，“以太”为静止的坐标系 1. “以太”的观点 四、经典力学所面临的困难 相对静止的“以太”，光的传播速度各向同性，恒为c 光为横波 横波在固体介质中传播 横波波速 要求G（刚性）很大，?（质量）很小 问题： “以太”何物？ M1 M2 * S P (1) (2) 以太系 以太风 2. 迈克尔逊—莫雷实验 ------测地球相对“以太”的速度u ? ? ? ? l c u 2 2 c u 2 2 c u c u + 1 2 2 1 l 1 2 u 则： 光程差即为： 将干涉仪转过90° 总光程差 仪器旋转后，由于光程差发生变化，应该能观察到干涉条纹的移动 迈克耳逊第一次实验，预期 迈克耳逊和莫雷改进实验，预期 结果： ----“零结果”