高中物理竞赛 洛伦兹变换相对论时空观质速关系课件

这是一份高中物理竞赛 洛伦兹变换相对论时空观质速关系课件，共15页。PPT课件主要包含了为原长，为运动长度，时间逆变换，正变换，逆变换，叫做“相对论因子”，洛伦兹变换的意义，uc时，由题意，两事件等内容，欢迎下载使用。

1) 相对于观察者, 运动物体沿运动方向长度缩短.
2) 长度收缩是相互的.
3) 长度收缩效应与测量有关, 不表示物质内部结构的改变, 是物质的一种时空属性. 固有长度不变.
4) 长度收缩是“测量”结果, 不是“视觉”效果.
4.3.1 洛伦兹坐标变换
§4.3 洛伦兹坐标变换和速度变换
从不同的惯性系观测同一件事
在k系中, t 时刻 O' 的坐标 ut.
O 与 O' 重合时, 选作计时起点
1) 洛伦兹变换是不同惯性系之间时空变换的普遍公式
洛伦兹变换→伽利略变换, 满足伽利略相对性原理.
2) 与光速不变原理以及真空中光速为速率极限的实验事实相符.
3) 建立了新的时空观 时间, 空间彼此关联, 并与物质本身和运动形式密不可分, 形成四维时空概念: 不是“时” “空”分离, 而是“时-空”一体. 不同惯性系中的观察者有各自不同的时空观念, 不存在对所有观察者都相同的绝对时间和绝对空间.
4.3.2 洛伦兹速度变换
根据洛伦兹坐标变换, 可以导出洛伦兹速度变换:
2) 低速时, 洛伦兹速度变换近似为伽利略速度变换.
讨论:1) 物体相对不同惯性系的速度不仅在相对运动方向上的分量不同, 在垂直于相对运动方向上的分量也不同.
3) 洛伦兹速度变换与光速不变原理相符
2) 时间延缓如何理解? 时序能颠倒?
关于洛伦兹变换的思考:1) 同时性的相对性如何理解? 什么情况下同时性不变.
3) 计算运动长度容易出现哪些误区?
4) 洛伦兹变换高手能否速成?
例5-4. 一短跑选手在地面上用10s时间跑完100m路程, 求在另一个以0.6c的速率沿同一方向运动的参考系中, 测得该选手跑过的路程和所用的时间.
解: 设地面参照系为k系
例 5-5. 在惯性系k中, 有两事件同时发生在Ox 轴上相距1.0103m处,从另一惯性系k观察到这两事件相距2.0103m. 试问在k系测得此两事件的时间间隔为多少?
4.5.1 相对论质量和动量
§4.5 相对论动力学基础
经典力学认为物体的惯性(质量)是不变的, 和物体的运动无关, 而实际上惯性是否真的不变的呢?
K': A, B 所含分子数相同B 静止, m'B为 A 的静止质量 m0
A 运动, m'A为 B 的运动质量 m
K: A, B 所含分子数相同分裂前都静止, 总静止质量 M0
分裂后都运动, 总运动质量 M
若因物质系统外界能量导致分裂, 则分裂前后 M≠M0; 若因物质系统自身能量导致分裂, 则分裂前后 M = M0.
考夫曼实验结果:电子的质量随速率变化
v << c 时, m(v) = m0  用牛顿力学描述;v  c 时, m   任意外力作用下, a  0  c 是极限速率.
质量具有相对性, 反映了物质本身的属性与其运动情况的关联.
在低速时, 即为经典力学
4.5.2 力和加速度的关系