而变化。
.
三
狭 义 相 对 论 的 基 本 原 理
1、相对性原理
一切彼此作匀速直线运动的惯性系,对于描述物 理规律都是等价的。或在所有惯性系中,物理规 律都具有相同的形式。
不论用什么方法都找不到绝对参照系, 即根本不存在绝对参照系,一切惯性系都是 平权的。
这意味着绝对时间、绝对空间等都是错误的。
同时的相对性1.swf
Einstein
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现代时空 的创始人
爱因斯坦火车: B
中点
同时到达A、B
A
K’系
C
先到B点 再到B A点
D
K系
中点
A
K’系
C
D
K系
火车上的观测者说:光源在AB的中点,应同时到达A、B
两点,地面上的人看见先到达B点，后到A点。
1、相对时间
狭义相对论认播, 地球上的人测得光速多大？
按运动合成得: c c u 3 0 2 0 5 0 Km/s
实际测得:
cc30Km/s
讨论 1)爱因斯坦理论是牛顿理论的发展
一切物 理规律
力学规律
2)光速不变原理适用的条件: A）惯性系；B）真空中(介质中的光速C = C/n)
Einstein 对相对论的解释: 当你和一个漂亮姑娘在一起坐一小时,你 感觉只坐了一分钟,当你坐在火炉旁一分钟 ,就好象坐了一小时,这就是相对论。
他剖析自己的科学感受时说：
“人只有献身社会,才能找出那实际 上是短暂而又有风险的生命的意义”!
“照亮我的道路,并不断给我新 的勇气去愉快地正视生活理想的 是善、是美、是真”。
t 的）。爱因斯坦指出，随着物体（观察者所见到的） t 0 线性运动速度的加快，时间会变慢。使用同步原子
钟已证实了这个结论的正确性，将一个钟表留在地
2 面上，而携带另一个以很快速度移动（如在喷气式
飞机上），随后进行比较，静止的钟表总比另一个
v 稍微快一点。 1 c 时钟变慢1.swf
“ 科学的头脑就是去怀疑, 去证实, 去发现的精神! ”
Albert Einstein
世纪伟人
相对论好象是：“光彩夺目的火箭， 它瞬在间黑一暗别的路夜漫空漫，，突但然觉划未出过一光道速道关十。 分钟强尺烈合的须光静辉里，用照，亮云了山广偏阔向的动未中知看领。 域时。空”相对非虚语—，—质德能布并罗增意岂等闲。
提出问题：
1、速度有无极限。
2、微观粒子的行为与宏观物体是否遵循相同的规律。
3、时间和空间是否是绝对一成不变的。
4、牛顿建立的经典力学已相当完善，爱因斯坦为什么 还要提出相对论。相对论是否全盘否定了牛顿的经典 力学理论。
古希腊的灿烂文化在漫长的黑暗中世纪中埋 没风尘，黯然失色。15世纪，文艺复兴的大 旗飘扬在欧洲大陆上，自然科学获得新的生 命，蓬勃成长。科学巨匠N.哥白尼、第谷、 J.开普勒、伽利略以及R.笛卡尔等先后驰名 于欧洲。一场科学革命冲破了中世纪封建势 力和经院哲学的层层罗网，不断取得胜利。
权将电波传信息，只缘相见难上难。
则看到石头是沿抛物线落到地面上的．现在问：石 头所经过的各个“位置”是“的确”在一条直线上，
还借是助在于一这条抛一物实线例上可的以呢清？楚地知道不会有独 立存在的轨线（“路程——曲线”）；而 只有相对于特定的参考物体的轨线．
二、经典力学受速度限制的分析
牛伽顿利力略学和的牛绝顿对的绝时对空时观空观认为，同一物体运 并动 测由的量于绝时结它对间果的的和是本，长相性真度同（ 的而正位 。均的移匀和）的数在与学不任的同何时的外间参考界自系对己中象流，无逝关着 的流逝着。 ——牛顿
经典力学中的空间和时间
一力、学对的牛目顿的运在于动描定述律物受体参在考空系间限中的制位的置认如识何
随“时间”而改变． 这里，“位置”和“空间”应如何理解是
不清楚的．设一列火车正在匀速地行驶，我站在车 厢窗口松手丢下（不是用力投掷）一块石头到路基
上是可.沿见那直，么线在，落非如下果惯的不性．计系从空中人气行，阻道牛力上顿的观定影察响律这，不一我再举看成动见的立石行。头人
牛顿──伟大的科学家，经典物理学理论体
系的建立者──正是在欧洲出现政治、经济 和科学文化新变革的时代诞生的。
17 世纪牛顿力学 构成了体系 . 可以说， 这是物理学第一次伟 大的综合 . 牛顿建 立了两个定律，一个 是运动定律，一个是 万有引力定律，并发 展了变量数学微积分， 具有解决实际问题的 能力 . 他开拓了天 体力学这一科学，海 王星和冥王星的发现 就充分显示了这一点 .
其长度将会缩短为零。
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相对质量
物体运动时的质量与静止质量的关系
m
m0
1


v c
2
2、光速不变原理
对任何惯性系,在真空中沿任意方向传播 的光速都相同,且与光源的运动状态无关。
即谁测真空中的光速都是c ,与惯性系的选择及光源无关。
例：宇宙飞船以20万 km/s的速度飞行, 人在飞船上向前发一束
相对长度
爱尔兰物理学家乔治·佛兹杰拉德
（向1上85收1─缩─（19缩01）小提）出，，这物意质味会着在根运据动一的个方静2
v 止观察者的观点，一枚以接近光线运行的 L L • 1 火尽箭管所 乘表坐现火出箭0的的长人度看会来比并它没静有止什时么更两短样，。 c 爱因斯坦指出，任何物体以光速运动时，
绝对空间，就其本质来说，独立于外界任 何事物，总是始终如一和静止不动的。
——牛顿
1632年,Galileo在“萨尔瓦阿 蒂”大船上做过的实验：
伽利略相对性原理 :
在彼此作匀速直线运动的惯 性系中，一切力学现象都具 有相同的规律。
“萨尔瓦阿弟”大 船
牛190顿5年的，局限出生于德国的美籍物理 学家1)绝阿对尔时伯空特观·爱因斯坦 （18认79为─时─间1与95空5）间发无表关，了时狭空义与相运动 无对关论，。是这绝个对的理物论理指量出。在宇宙中 就 花唯速只费一度好 了2)不，当用 后变其一上 半些的它帝生问的的是任题万心光何牛能血线事顿来，在物解解这释真─释正不， 是空─了为 牛中速时此 顿的度，牛 的、它顿 悲 剧长。度、质量和经过的时间，都 随观察者的参考系（特定观察）