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1、153 爱因斯坦狭义相对论基本假爱因斯坦狭义相对论基本假设设 洛仑兹变换洛仑兹变换15.3.1 爱因斯坦假设爱因斯坦假设1905年爱因斯坦发表一篇关于狭义相对论年爱因斯坦发表一篇关于狭义相对论的假设的论文，提出了两个基本假设的假设的论文，提出了两个基本假设 在所有惯性系中，测得真空中光在所有惯性系中，测得真空中光速均有相同的量值速均有相同的量值c 物理学规律在所有惯性系中都是相同物理学规律在所有惯性系中都是相同的，或物理学定律与惯性系的选择无的，或物理学定律与惯性系的选择无关，所有的惯性系都是等价的关，所有的惯性系都是等价的 （1）相对性原理：相对性原理：（2）光速不变原理指出：）光速不变原理
2、指出：15.3.2 洛仑兹变换洛仑兹变换根据狭义相对论两条基本原理，根据狭义相对论两条基本原理，可以导出新的时空关系可以导出新的时空关系 设有一静止惯性参照系设有一静止惯性参照系S，另一另一惯性系惯性系 沿轴正向相对以沿轴正向相对以v匀速匀速运动运动 时相应坐标时相应坐标轴重合轴重合 某一事件某一事件 P 在在 S 上时空坐标上时空坐标( )与与 ( )变换关系将如何？变换关系将如何？ ) 用相对性原理和光速不变原理用相对性原理和光速不变原理 洛伦兹时空坐标变换洛伦兹时空坐标变换 或或 讨论：讨论： （1）容易看出时间与空间是相联系的，）容易看出时间与空间是相联系的，这与经典情况截然不同。这与
3、经典情况截然不同。（2）因为时空坐标都是实数，所以）因为时空坐标都是实数，所以 要求要求 代表选为参考系的任意两个惯性系统的代表选为参考系的任意两个惯性系统的相对速度。可知，物体的速度上限为相对速度。可知，物体的速度上限为 c （3）当）当 时，有时，有或或 即洛仑兹变换变为伽利略变换即洛仑兹变换变为伽利略变换 15.3.2相对论速度变换相对论速度变换及及 例例1 试求下列情况下，光子试求下列情况下，光子A与与B的相对速度，的相对速度，（1）A、B反向而行；反向而行；（2）A、B相向而行；相向而行；（3）A、B同向而行同向而行 解解 :取取S系系为实验室坐室坐标系系 系是固定在系是固定在B上的坐标系上的坐标系 S、 相相应的坐的坐标轴平行平行 轴与轴与A、B运动方向平行。运动方向平行。A、B反向而行反向而行 (1)如图所示如图所示A、B反向而行反向而行(2)A、B相向而行相向而行(3) A、B同向而行，有同向而行，有上述结果是光速不变原理的必然结果上述结果是光速不变原理的必然结果
