第六章 狭义相对论
主要内容：讨论局限于惯性系的狭义相对论的时空理论，相对论电动力学以及相
对论力学
一．狭义相对论基本原理：
1、相对性原理（伽利略相对性原理的自然扩展） （1）物理规律对于所有惯性系都具有完全相同的形式。

（2）一切惯性系都是等价的，不存在绝对参照系
2、光速不变原理
真空中光速相对任何惯性系沿任何一个方向大小恒为c ，且与光源运动速度无关。

二．洛仑兹变换：
坐标变换：2x 'y 'y z 'z
v t x
t '⎧
==⎪⎪
⎪
=⎪
⎪
⎨=⎪
⎪-⎪=
⎪
⎪⎩
逆变换：
2x y y 'z z 'v t 'x
t ⎧
=⎪⎪⎪
=⎪⎪⎨=⎪
⎪-⎪=
⎪
⎪⎩
速度变换：2
1x x x u v u vu c
-'==
-
，
2
1y x u c
'=
-
，
2
1z x u c
'=
-
三．狭义相对论的时空理论：
1．同时是相对的：在某一贯性参考系上对准的时钟，在另一相对运动的贯性参考系观察是不对准的。

2．运动长度缩短：沿运动方向尺度收缩。

其中v 是物体相对静止系的速度；
l l =
3．运动时钟延缓：运动物体内部发生的自然过程比静止的钟测到的静止物
体内部自然过程经历的时间延缓。

2
2
1c
t ν
τ-∆=
∆
⑴ 运动时钟延缓：τν
∆>∆∴<-t c
112
2
只与速度有关，与加速度无关；
⑵ 时钟延缓是相对的，但在广义相对论中延缓是绝对的； ⑶ 时钟延缓是时空的另一基本属性，与钟的内部结构无关； ⑷ 它与长度收缩密切相关。

四．电磁场的洛仑兹变换:
112233
32()()γγ'=⎧⎪'=-⎨⎪'=+⎩E E E E vB E E vB 11
2232
3
322()()γγ⎧⎪'=⎪
⎪
'=+⎨⎪
⎪
'=-⎪⎩
B B v B B E c v B B E c 五．相对论力学： 1．运动质量：
m =
2
．相对论动量：
p m v ==
3．质能关系：物体具有的能量为
24
W m c c
= 4
．相对论动能：()2
2
2
000T W W m c m m c
=-==-
5．相对论力学方程：
dp F dt
dW F v dt
=
⋅=
本章重点：1、狭义相对论基本原理、洛仑兹变换并熟练利用洛仑兹变换解决具
体问题
2、理解同时的相对性和尺缩、钟慢效应，并会利用相关公式计算.
3、了解相对论四维形式和四维协变量
4、了解相对论力学的基本理论并解决实际问题本章难点：1、同时的相对性、时钟延缓效应的相对性
2、相对论的四维形式
3、电动力学的相对论不变性的导出过程。