大连理工大学 大学物理学 11相对论演示.pdf
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大连理工大学
物理与光电工程
詹卫伸
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§1 牛顿相对性原理和伽利略变换
力学是研究物体的运动规律的科学。
物体的运动规律就是它的位置随时间的变化。
为了定量地研究这种变化,必须选定适当的参照系。
力学概念以及力学规律都是对一定的参照系才有意义。
对于不同的惯性系基本力学定律的形式一样吗?
牛顿力学:对于任何惯性系,牛顿定律都成立!
一 牛顿相对性原理 ☆
1.牛顿运动定律
r
r
d (mv )
F
d t
它是经典力学的基础。
运动规律都可以看成是由它导出来
☆
2 .经典力学的时空观
时间间隔和空间间隔的量度是绝对不变的
(不因参考系的运动而改变),
而且时间和空间是互相独立的。
绝对空间:长度的量度与参照系无关
=Δx Δx /
绝对时间:时间的量度与参照系无关
=Δt Δt /
3.经典力学的相对性原理 ☆
(或伽利略相对性原理)
伽利略(牛顿)相对性原理:
在一切惯性系中力学定律形式相同。
牛顿认为有一个“绝对静止”的参考系。
在对它作匀速直线运动的参考系(其它惯性系)中
牛顿定律照样成立,
作力学实验表现出来的规律性也是一样的。
牛顿定律不是对一切参考系都成立,
而只是对惯性系才成立;
相对于一个惯性系作匀速直线运动的参考系也是惯性系。
动画演示
相对论\伽里略相对性原理.swf
相对不同的参照系,
这是牛顿天才
长度和时间的测量结果都一样吗? 的一个标志!
牛顿的绝对时空观认为一样。
x x t=Δ t Δ , Δ Δ′ ′
那么,如何区别“普通时间”与绝对时间?
如何从诸多的惯性系中找到“绝对参照系” ?
牛顿说:“人类无能为力,只有上帝知道!”
绝对时空不能观测,也不能用任何实验证明。
但是,它在理解牛顿定律中所起的巨大作用,
迫使牛顿引进这一概念。
☆
牛顿的绝对时空概念 换 变 略 利 伽
牛顿力学的相对性原理
变换—— 不同参照系对同一运动
的描述之间的数学对应关系
伽利略变换是
牛顿力学相对性原理的数学表述
r
二 伽
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