大学物理-相对论

这是一篇关于7.相对论的思维导图，引入了狭义相对论的时空观，并详细解释了钟慢效应和尺缩效应。钟慢效应描述了在不同参照系中时间流逝的相对性，而尺缩效应则揭示了物体长度在不同参照系中的相对缩短。通过这两种效应，脑图展现了时间膨胀和长度缩短的概念。列出了狭义相对论的基本原理，包括光速不变原理和惯性系等价原理，并给出了洛伦兹变换公式、相对性动量和能量等关键概念的解释和推导。这些原理和公式是理解狭义相对论的核心。

相对论

• 狭义相对论的时空观
  • 钟慢效应
    • 时间膨胀： 在S'系里，同一地点相继发生俩件事，时间间隔为t'【固有时】 则在S系中，t=rt'【也可用洛伦兹变换式推出】
  • 尺缩效应
    • 在S'中测量长度l'【相当于异地同时发生】 在S中测量长度l'=l'/r【t=0,只能用洛伦兹正变换】
  • 时序的相对性
    • 由于狭义相对论 异地同时是具有相对性的；同地同时具有绝对性 异地同时 时序可能发生变化 【运动后方的事件先发生】 指的是在A系上的事情是同时发生的，看A系的运动状态，决定那个是后方
• 相对性动量和能量
  • 质量改变 m=m0/根号下(1-β^2) 动能 Ek=mc^2-m0c^2【动能=总能(m是改变后的m)-静能】 (1/2)mv^2在高速运动下一般不成立 动量 p=mv【m是改变后的m】 动量和能量关系 E^2=E0^2+p^2c^2
• 狭义相对论+洛伦兹变换
  • 狭义相对论的基本原理 光速不变原理；惯性系等价原理 洛伦兹变换公式 y'=y z'=z x'=r(x-vt) t'=r(t-βx/c)=r(t-vx/c^2) 【r=1/根号下(1-β^2);β=v/c】 反变换 减号变成加号 速度变换公式 根据上式推导 当β<<1时，洛伦兹变化就成了伽利略变换 速度不会超光速
• 经典时空观
  • 经典时空观认为： 长度不变；时间不变；质量不变；绝对同时性；速度相加，距离相加 【伽利略变换】