文档介绍：狭义相对论基础
（Special Relativity）
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19世纪末叶，牛顿定律在各个领域里都取得了很大的成功。当时的许多物理学家都沉醉于这些成绩和胜利之中。他们认为物理学已经发展到头了。
“在已经基本建成的科学大厦中，后辈的物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了。”
--开尔文--
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“但是，在物理学晴朗天空的远处，还有两朵令人不安的乌云，----”
这两朵乌云是指什么呢？
热辐射实验
迈克尔逊-
莫雷实验
后来的事实证明，正是这两朵乌云发展为一埸革命的风暴，乌云落地化为一埸春雨，浇灌着两朵鲜花。
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普朗克量子力学的诞生
相对论问世
经典力学
量子力学
相对论
微观领域
高速领域
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牛顿相对性原理（力学相对性原理）：
一切力学规律在不同的惯性系中应有相同的形式。
牛顿相对性原理源于牛顿的时空观。
牛顿的时空观可通过以下坐标和时间变换来体现：
牛顿相对性原理与伽利略变换
牛顿定律对任何惯性系成立，形式都是 .
而由它推出的动量定理、角动量定理、
动能定理在任何惯性系的形式,也都是一样的。
时间和空间的测量不依赖于惯性参考系而不同。
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y
z
x
O
.
P(x , y , z , t )
且O 与 O 重合时，
由时空间隔的绝对性，有：
— 伽利略变换
(Galilean transformation)
将伽利略变换式双方对时间求导，得：
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— 伽利略速度变换
讨论
（1）经典时空中长度的量度是绝对的
（2）经典时空中时间的量度是绝对的
（3）同时是绝对的
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（4）经典时空中速度满足速度叠加原理
（5）不同惯性系下，描写同一质点的加速度相同
在经典力学中认为质量与速度无关，而且同一物体在不同惯性系中受力是相同的：
则如果：
就有：
（6）不同惯性系下，力学规律相同
表明伽利略变换和力学相对性原理是一致的。
用力学实验无法判定一个惯性系的运动状态。
伽利略变换与牛顿相对性原理是一回事，
是绝对时空观的必然结果。
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爱因斯坦相对性原理和光速不变
人们认为牛顿力学的绝对时空观是“天经地义”的,
但是在19个世纪下半叶,出现了问题。
19世纪下半叶，得到了电磁学方面的基本规律
即麦克斯韦电磁场方程组。
人们发现，麦克斯韦电磁场方程组并不具有
伽利略变换下形式不变的特点。
例如，麦克斯韦电磁场方程组中有真空中
的电磁波速（光速）c：
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在实验上也得出了相同的结果。
这和我们的“速度与参考系有关”及
“伽利略速度变换”的概念完全不同：
在地上测得光速为c,
在匀速直线运动的小
车上测得光速也是c！
设光源固定在地上，
所以麦克斯韦电磁场方程组并不具有伽利略变换
下形式不变的特点，对不同惯性系不是形式不变。
真空中的光速始终是一个常数，与参考系无关。
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