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1、狭义相对论的基本概念及规律狭义相对论的基本概念及规律一。狭义相对论的两条基本原理一。狭义相对论的两条基本原理1.爱因斯坦相对性原理:在一切爱因斯坦相对性原理:在一切惯性系惯性系中,中,物理物理规律规律有着相同的形式。有着相同的形式。2.光速不变原理:在一切惯性系中,光速不变原理:在一切惯性系中,真空真空中的光中的光速都相等。速都相等。以上两条原理表示了狭义相对论的时空观。以上两条原理表示了狭义相对论的时空观。二。洛仑兹变换二。洛仑兹变换设设 系相对于系相对于K系以速度系以速度V沿沿X轴正向运动。轴正向运动。公公式式1当当VC时,洛仑兹变换过渡到伽利略变换:时,洛仑兹变换过渡到伽利略变换:三。相
2、对论速度变换三。相对论速度变换公式公式2(1)当)当VC时,过渡到伽利略速度变换:时,过渡到伽利略速度变换:(2)当)当 =C时,时,=C,光速不变。光速不变。四。狭义相对论的时空观四。狭义相对论的时空观1.同时性的相对性:同时性的相对性:在在K系同时异地发生的两事件,在系同时异地发生的两事件,在 系观察系观察必定不同时发生。必定不同时发生。2.长度缩短:长度缩短:(1)原长:相对于棒静止的参照系测得的棒的)原长:相对于棒静止的参照系测得的棒的长度称为原长。长度称为原长。(2)长度缩短:设)长度缩短:设 为原长,则为原长,则K系同时测系同时测量棒的两端量棒的两端所得到的棒长为:所得到的棒长为:
3、原长最长原长最长公式公式33.动钟变慢:动钟变慢:(1)原时:某惯性系中,)原时:某惯性系中,同一地点同一地点先后发生的先后发生的两事件的时间间隔称为原时。原时最短。两事件的时间间隔称为原时。原时最短。(2)动钟变慢:设)动钟变慢:设 为原时,则为原时,则K系中测得的系中测得的时间间隔为:时间间隔为:原时最短原时最短公式公式4五。相对论动力学基础五。相对论动力学基础1。相对论质量与速度的关系。相对论质量与速度的关系公式公式52.相对论动量相对论动量公式公式63。相对论动力学方程。相对论动力学方程公式公式7六。相对论能量六。相对论能量 质能关系质能关系1.粒子静止能量:粒子静止能量:2.粒子总能
4、量:粒子总能量:3.相对论动能:相对论动能:公式公式8七。质量亏损七。质量亏损公式公式9八。动量和能量的关系八。动量和能量的关系光子:光子:公式公式10习题习题1。狭义相对论的两条基本原理中,相对性。狭义相对论的两条基本原理中,相对性原理说的是:原理说的是:在一切惯性系中,物理定律有着在一切惯性系中,物理定律有着相同的形式。相同的形式。光速不变原理说的是:光速不变原理说的是:在所有惯性系中,真空在所有惯性系中,真空中的光速都相等。中的光速都相等。习题习题2。下列几种说法。下列几种说法(1)所有惯性系,对于基本物理规律都是等价的。)所有惯性系,对于基本物理规律都是等价的。(2)光在真空中的速度与
5、光的频率、光源的运动状)光在真空中的速度与光的频率、光源的运动状态无关。态无关。(3)在任何惯性系中,光在真空中沿任何方向的)在任何惯性系中,光在真空中沿任何方向的传播速度都相同。传播速度都相同。其中那些说法是正确的?其中那些说法是正确的?(A)只有(只有(1)、()、(2)正确。)正确。(B)只有(只有(1)、()、(3)正确。)正确。(C)只有(只有(2)、()、(3)正确。)正确。(D)三种说法都正确。三种说法都正确。(D)习题习题3。宇宙飞船相对地面以速度。宇宙飞船相对地面以速度V作匀速直线作匀速直线飞行,在某一时刻,飞船头部的宇航员向飞船飞行,在某一时刻,飞船头部的宇航员向飞船尾部发出一个光信号,经过尾部发出一个光信号,经过 (飞船上的时(飞船上的时钟)时间后被尾部的接收器收到,则由此可知钟)时间后被尾部的接收器收到,则由此可知飞船的固有长度为:飞船的固有长度为:(A)习题习题4。一门宽为。一门宽为 a,今有一固有长度为今有一固有长度为 的水平细秆,在门外贴近门的平面的水平细秆,在门外贴近门的平面沿其长度方向匀速运动,若沿其长度方向匀速运动,若站在门外的观察者站在门外的观察者认为此杆的两端可同时拉进此门认为此杆的两端可同时拉进此门,则该杆相对,则该杆相对门的运动速度至少是多少?门的运动速度至少是多少?解:解:
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