大学物理狭义相对论概述

狭义相对论（Special Theory of Relativity）是阿尔伯特·爱因斯坦在1905年发表的题为 《论动体的电动力学》一文中提出的区别于牛顿时空观的新的平直时空理论。现在对于物理理论新的分类标准，是以其理论是否是决定论来划分经典与非经典的物理学，非量子理论都可以叫经典或古典理论。在此意义上，狭义相对论仍然是一种经典的理论。赶快收藏学起来吧！

相对论

• 背景
  • 以太说
    • 以太被认为是一种相对空间，若以太存在，则不同方向光速不同
  • 迈克尔逊-莫雷实验
    • 用干涉仪测量，没有观测到地球相对“以太”运动
    • 证明了:无论两个惯性系之间的相对速度如何，光相对他们都以同样的速率运动
• 狭义相对论
  • 基本原理
    • 相对性原理:一切物理学定律，在所有惯性系中表达形式都相同
      • 相对性原理是自然界的普遍规律
      • 所有的惯性参考系都是等价的
    • 光速不变性原理:在任意惯性系中，光在真空中的速度都是相同的，与光源的运动无关
• 洛伦兹变换
  • 洛伦兹变换
  • 速度变换公式
• 时空观
  • 同地事件
    • 绝对同时
  • 不同地事件
    • 不同时间同时性相对
  • 独立事件的时间次序
    • 相对的
  • 关联(因果)时间的时间次序
    • 绝对的
• 质能公式
  • 重核裂变
  • 轻核聚变
• 相对论能量
  • 相对论动能
  • 相对论能量
• 狭义相对论动力学
  • 相对论质量
  • 相对论动量
  • 狭义相对论力学基本方程
• 能量关系
• 长度尺缩效应
  • 原长
    • 与物体相对静止的惯性系中测得的物体的长度为原长，也是固有长度
  • 注:如何在另一个惯性系下测定长度？
    • δt'=0 同时测量
  • 公式
  • 长度尺缩效应
    • 在相对于物体运动的惯性系中测得的长度要比在相对于物体静止的惯性系中测得的长度缩短现象
  • 注意:
    • 1. 该效应只发生在运动方向，垂直无影响
    • 2. 尺缩因子只与u有关，与材料无关
    • 3. 长度收缩效应是相对的，惯性系是等价的
    • 4. 当u＜＜c时，回归牛顿的绝对空间
• 时间膨胀效应 时钟变慢效应
  • 原时
    • 在一个惯性系中同一地点发生的两个事件的时间间隔
  • 时间膨胀效应
    • 在s系同一地点发生的原时为δt的两个事件，在s'系中测得它们的时间间隔为δt'，且大于原时
  • 公式
  • 注意:时间膨胀相对，惯性系等价 当u＜＜c时回归牛顿绝对时间
• 时空改变
• 同质量的轻核裂变放出能量约为重核裂变的4-6倍
• 固有长度是最大值