二、爱因斯坦发现狭义相对论 1、狭义相对性原理: 公设1:一切运动定律(不限于力学运动定律) 在所有惯性系里都一样地成立;并没有哪一 个惯性系是特殊的。 公设2:光速不变原理
二、爱因斯坦发现狭义相对论 1、狭义相对性原理： 公设1：一切运动定律（不限于力学运动定律） 在所有惯性系里都一样地成立；并没有哪一 个惯性系是特殊的。 公设2：光速不变原理
2、狭义相对论的建立 爱因斯坦发现电动力学的方程并不具有伽 利略变换的不变性,但他认定相对性原理为 切物理定律都必须遵循的原则,那末就会想到 两惯性系之间必有新的时空变换来取代伽利略 变换 x-vt 爱因斯坦正是以光速 不变原理为前提,又考虑 y=1 到时间和空间的均匀性, 2=z 便轻而易举地推导出反映 t-vx 时空联系的洛伦兹变换
2、 狭义相对论的建立 爱因斯坦发现电动力学的方程并不具有伽 利略变换的不变性，但他认定相对性原理为一 切物理定律都必须遵循的原则，那末就会想到 两惯性系之间必有新的时空变换来取代伽利略 变换 爱因斯坦正是以光速 不变原理为前提，又考虑 到时间和空间的均匀性， 便轻而易举地推导出反映 时空联系的洛伦兹变换。 − − = = = − − = 2 2 2 1 ' ' ' 1 ' c c c t x t z z y y x t x 2 2 v v v v
1905年6月,爱因斯坦发表了划时代论文 《论动体的电动力学》,宣告了新时空理论的 诞生。 相对论动力学在低速时会过渡到牛顿力学, 那就表明相对论体系已包含了牛顿力学;或者 说,爱因斯坦以其相对论时空观改造了牛顿力 学,使其推广成为相对论动力学。 更确切地说,牛顿力学反映低速范围的物 质运动规律,而相对论适合于的物质运动范围, 可反映以光速传播的电磁场运动规律和在小于 光速的范围内的力学运动规律,其中不仅包括 高速运动、也包括低速运动
1905年6月，爱因斯坦发表了划时代论文 《论动体的电动力学》，宣告了新时空理论的 诞生。 相对论动力学在低速时会过渡到牛顿力学， 那就表明相对论体系已包含了牛顿力学；或者 说，爱因斯坦以其相对论时空观改造了牛顿力 学，使其推广成为相对论动力学。 更确切地说，牛顿力学反映低速范围的物 质运动规律，而相对论适合于的物质运动范围， 可反映以光速传播的电磁场运动规律和在小于 光速的范围内的力学运动规律，其中不仅包括 高速运动、也包括低速运动
(2)时间延缓效应 时间延缓效应即意味着时间的相对性。为 便于理解,以“爱因斯坦火车”为例说明之。 从车厢底部向顶部的反光镜发射一强光 脉冲,尔后光脉冲被反光镜反射回底部,见图。 D影视资料片:时钟变慢 “动钟变慢”又称作时间膨胀(或时缓)效应
(2) 时间延缓效应 时间延缓效应即意味着时间的相对性。为 便于理解，以“爱因斯坦火车”为例说明之。 从车厢底部向顶部的反光镜发射一强光 脉冲，尔后光脉冲被反光镜反射回底部，见图。 “动钟变慢”又称作时间膨胀（或时缓）效应。 影视资料片：时钟变慢
孪生子效应 设想一对年华正茂的孪生兄弟,哥哥告别 弟弟,登上访问牛郎织女的旅程。归来时,阿 哥仍是风度翩翩一少年,而前来迎接他的胞弟 却是白发苍苍一老翁了。这真应了古代神话里 “天上方一日,地上已七年”的说法! 按照相对论,运动不是相对的吗?上面是 从“天”看“地”,若从“地”看“天”, 还应有“地上方一日,天上已七年”的效应。 为什么在这里天、地不对称?这便是所说的 “孪生子佯谬 twin paradox
• 孪生子效应 设想一对年华正茂的孪生兄弟，哥哥告别 弟弟，登上访问牛郎织女的旅程。归来时，阿 哥仍是风度翩翩一少年，而前来迎接他的胞弟 却是白发苍苍一老翁了。这真应了古代神话里 “天上方一日，地上已七年”的说法！ 按照相对论，运动不是相对的吗？上面是 从“天” 看 “地”，若从“地” 看 “天”， 还应有“地上方一日，天上已七年”的效应。 为什么在这里天、地不对称？这便是所说的 “孪生子佯谬 twin paradox”