1、一、經(jīng)典的相對性原理,1、慣性系： 牛頓運動定律成立的參考系 相對于一個慣性參考系做勻速直線運動的另一個參考系也是慣性系 2、伽利略相對性原理 力學(xué)規(guī)律在任何慣性系中都是相同的 還可表述為：在一個慣性參考系內(nèi)進行的任何力學(xué)實驗都不能判斷這個慣性系是否相對于另一個慣性系做勻速直線運動；或者說，任何慣性系都是平權(quán)的。,這一結(jié)論還特別為后來的很多精確的實驗所證實，最著名的是1887年邁克爾遜和莫雷所做的實驗。它們都明確無誤地證明光速的測量結(jié)果與光源和測量者的相對運動無關(guān)，亦即與參照系無關(guān)。 可見光和電磁波的運動不服從伽利略相對原理.,任何參照系中測得的光在真空的速率都應(yīng)該是一樣的,二、相對性原理與電

2、磁規(guī)律發(fā)生矛盾,三狹義相對論的兩個基本假設(shè),1、狹義相對性原理 在不同的慣性參考系，一切物理規(guī)律都是相同的 2、光速不變原理 真空中的光速在不同的慣性參考系中是相同的，光速與光源、觀察者間的相對運動沒有關(guān)系。,就是在看來如此簡單且最一般的兩個假設(shè)的基礎(chǔ)上愛因斯坦建立了一套完整的理論狹義相對論,3對兩個基本原理的正確理解,自然規(guī)律不僅包括力學(xué)規(guī)律，還包括電磁學(xué)規(guī)律等其他所有的物理學(xué)規(guī)律； 強調(diào)真空中的光速不變指大小既不依賴于光源或觀察者的運動，也不依賴于光的傳播方向 幾十年來科學(xué)家采用各種先進的物理技術(shù)測量光速，結(jié)果都不違背光速不變原理。,一、“同時”的相對性,車廂上的人和地面上的人看到車廂中間

3、燈光到達前后車廂的先后是不一樣的 車上的觀察者認為光同時到達車廂的前后兩壁 站臺上的觀察者認為光先到車廂后壁后到前壁,結(jié)論： 1、對于運動的火車上同時發(fā)生的兩個事件，對于地面就不是同時的 關(guān)鍵：在各個參考系中光速都為c 2、地面上同時發(fā)生的兩個事件，對于運動的火車也不是同時的 關(guān)鍵：相對運動,課本P108 思考與討論,二、長度的相對性,v,車上的人看到的車廂的長度：,車外的人看到的車廂的長度：,結(jié)論 一條沿自身長度方向運動的桿， 其長度總比桿靜止時的長度小,斐克小伙劍術(shù)精， 出刺迅捷如流星， 由于空間收縮性， 長劍變成小鐵釘.,高速運行的列車上，由車廂底部發(fā)出的閃光，對于車上的人來說，閃光是在

4、豎直方向反射的，而車廂外的人認為被接收的反射光是沿斜線傳播的,由光速不變原理便得到不同的時間間隔,三、時間間隔的相對性,對于車廂內(nèi)的人：,對于車廂外的人：,h,相對速度與動鐘延緩效應(yīng) ( =1s）,V（米/秒） 0.1c=3107 0.5c 0.8c 0.9c 0.99c 0.999c 0.9998c,T(秒) 1.01 1.15 1.67 2.29 7.1 22.4 50,小 結(jié),一、“同時”是相對的 二、長度的相對性 三、時間間隔的相對性,當(dāng)兩個參考系的相對速度可與光速相比時，時間與空間的相對性才比較明顯,狹義相對論的結(jié)論已經(jīng)完全得到證實，實際上它已經(jīng)成為微觀粒子研究的基礎(chǔ)之一,四、時空相對性的實驗驗證,根據(jù)相對論，時間在運動中會進行的比較緩慢，也就是說，在空間中高速移動的時鐘，比固定于地面上的時鐘走得慢,1971年，科學(xué)家將銫原子鐘放在噴氣式飛機中作環(huán)球飛行，然后與地面的基準鐘對照實驗結(jié)果與理論預(yù)言符合的很好這是相對論的第一次宏觀驗證,牛頓物理學(xué)的絕對時空觀：物理學(xué)的空間與時間是絕對分離沒有聯(lián)系的，脫離物質(zhì)而單獨存在，與物質(zhì)的運動無關(guān)。 而相對論認為：有物質(zhì)才有時間和空間，空間和時間與物體的運動狀態(tài)有關(guān)。 人類對于空間