文档介绍：爱因斯坦: Einstein 现代时空的创始人二十世纪的哥白尼§ 5-1 伽利略相对性原理经典力学的时空观§ 5-1 伽利略相对性原理经典力学的时空观 1905 爱因斯坦奇迹年 3月提出光量子假说 4月关于分子大小的测量 5月关于布朗运动 6月《论动体的电动力学》 9月《物体的惯性同它所含的能量有关吗? 》导致E = mc 2 牛顿的绝对时空观 1687 年,牛顿在他的《自然哲学的数学原理》一书中对时间和空间作如下表述: 绝对的、真实的、纯数学的时间,就其自身和其本质而言,是永远均匀流动的,不依赖于任何外界事物。绝对的空间,就其本性而言, 是与外界事物无关而永远是相同和不动的。牛顿的绝对时空观: 时间和空间都是绝对的,与物质的存在和运动无关。明确研究的问题: 事件:某一时刻发生在某一空间位置的事例。例如:车的出站、进站,火箭的发射,导弹的爆炸,部队的出发,总攻的发起,城市的攻占在坐标系中,一个事件对应于一组时空坐标. 两组时空坐标之间的关系称为坐标变换在两个惯性系(实验室参考系 S与运动参考系 S ') 中考察同一物理事件 1. 伽利略相对性原理两个参考系(约定系统) OO ?, 重合时, 0???tt 计时开始。如图, S,S '相应坐标轴保持平行, X,X '轴重合, S '相对 S 以速度 v 沿轴作匀速直线运动。 x ?S ? vPS xyO r ?),,,(tzyx y ?O ? r ??),,,(tzyx ????伽利略相对性原理伽利略相对性原理事件: t时刻,物体到达 P点 S?? tzyxr,,, ??? tzyxu,,, ?a ? S ??? tzyxr ?????,,, ??? tzyxu ????,,,' ?a ??伽利略变换伽利略相对性原理伽利略相对性原理 x ?S ? vPS xyO r ?),,,(tzyx y ?O ? r ??),,,(tzyx ????变换分量式 vtxx???yy??zz??tt?? tt zz yy tvxx??????????速度变换 t rud d ???t ru???d d' ?? Px yo v y ?o ? SS ?x ? vtxZZ ?正变换 SS??逆变换 SS ??伽利略相对性原理伽利略相对性原理加速度变换 zz yy xxuu uu vuu' ' '???? zz yy xxaa aa t vaa????????d d 常数?v zz yy xxaa aa aa??????正逆惯性系 zz yy xxaa aa t vaa???????d d zz yy xxuu uu vuu????' ' ' zz yy xxaa aa aa??????在两个惯性系中 aa ????同一质点在两个不同惯性系中的加速度总是相同的。伽利略相对性原理伽利略相对性原理 S F ?ma ?F ??S ?m ?a ??牛顿力学中: 相互作用是客观的,力与参考系无关。质量的测量与运动无关。 amF ???amF ?????? aa ????据伽利略变换伽利略相对性原理伽利略相对性原理伽利略相对性原理伽利略相对性原理数学表述宏观低速物体的力学规律在任何惯性系中形式相同或牛顿力学规律在伽利略变换下形式不变或牛顿力学规律是伽利略不变式 S 20 2 10 12211vmvmvmvm ???????S ? 20 2 10 12211vmvmvmvm ???????????????如:动量守恒定律伽利略相对性原理伽利略相对性原理伽利略相对性原理