自然和自然规律隐藏在黑暗之中， 上帝说“让牛顿降生吧”， 一切就有了光明。
三百年前，牛顿站在巨人的肩膀上，建立了动力学三 大定律。
这三大定律是构 成经典力学的理论基 础，是解决机械运动 问题的基本理论依据。
伊萨克·牛顿爵士 静静地躺在这里。 他以超人的智慧， 第一个证明了， 行星的运动和形状， 彗星的轨道和海洋的潮汐。 他孜孜不倦地研究 光线的各种不同的折射角， 颜色产生的种种性质。 对于自然，历史和圣经 他是一位勤勉，敏锐而忠实的诠释者。 他以自己的哲学证明了上帝的庄严， 并在他举止中表现了福音的淳朴 让人类欢呼吧， 曾经存在过这样一位 伟大的人类之光。
一、伽利略变换式 牛顿的绝对时空观
狭义相对论基础
一、伽利略变换式 牛顿的绝对时空观
引言： 什么是相对论？ 关于空间、时间和物质运动之间相互关系的现
代物理理论
自然和自然规律隐藏在黑暗之中， 上帝说“让牛顿降生吧”， 一切就有了光明。 三百年前，牛顿建立了动力学三大定律。
这三大定律是构成 经典力学的理论基础， 是解决机械运动问题的 基本理论依据。
v
v
u
加速度
变换公式
ax
ax
du dt
ay ay
az az
一、伽利略变换式 牛顿的绝对时空观
加速度变换公式
a'x ax a'y ay
a'z az
a a'
s y s' y'
y y'
vt
o
z z
o' z' z'
u
x'
x
P(x, y, z) * (x', y', z')
x'
x
F
ma
一设、：伽有利两略个变相换式对作牛匀顿速的绝直对线时运空动观的参考系，
当 t t' 0 时
o 与 o'重合
一、伽利略变换式 牛顿的绝对时空观
伽利略坐标变换式
x' x ut
y' y
z' z
t' t
推导出速度变换公式、加速度变换公式
一、伽利略变换式 牛顿的绝对时空观
讨论
一、伽利略变换式 牛顿的绝对时空观
二 经典力学的绝对时空观
相对于不同的参考系 , 长度和时间的测量结果 是一样的吗?
绝对时空概念：时间和空间的量度和参考系无 关 , 长度和时间的测量是绝对的.
牛顿的绝对时空观
牛顿力学的相对性原理
实践已证明 , 绝对时空观是不正确的.
物理事件的时空坐标
(x, y, z,t)
(x, y, z,t)
一、伽利略变换式 牛顿的绝对时空观
伽利略坐标变换式
x' x ut
y' y
z' z
t' t
讨论
伽利略变换中蕴含的经典力学时空观. 证明力学相对性原理.
一、伽利略变换式 牛顿的绝对时空观
2.伽利略变换中蕴含的经典力学时空观
x' x ut y' y z' z
牛顿力学的回答: 对任何惯性参照系 , 牛顿力学的规律都具有
相同的形式 . 这就是经典力学的相对性原理 . ——可以数学证明
一、伽利略变换式 牛顿的绝对时空观
方法：推导出加速度变换公式
坐标变换 公式
x x ut y y z z t t
速度变换 公式
vx vx u
vy vy
vz vz
一、伽利略变换式 牛顿的绝对时空观
一、牛顿的经典力学时空观 伽利略变换
空间、时间和物质运动之间相互关系
时间、空间、物质是彼 此独立无关地存在着
集中体现在伽利略变换中
一、伽利略变换式 牛顿的绝对时空观
设：有两个相对作匀速直线运动的参考系，
1.伽利略变换:
当 t t' 0 时
o 与 o'重合
不同惯性系对同一物理事件的描述的关系
t' t
1）同时性是绝对的 2）空间的量度是绝对的，与参考系无关； 3）时间的量度也是绝对的，与参考系无关 .
时间、空间、物质是彼此独立无关地存 在着，时间、空间的测量是绝对的，与 参考系的选择无关
绝对 时空观
一、伽利略变换式 牛顿的绝对时空观
3.力学相对性原理
相对于不同的参考系 , 经典力学的规律是一样 的吗？定律的数学形式是完全一样的吗 ？
F
ma'
结论：在两相互作匀速直线运动的惯性系中，
力学规律具有相同的形式；或者说力学公式对伽 利略变换具有协变性
一、伽利略变换式 牛顿的绝对时空观
小结：
x' x ut
设：有两个相对作匀速直线运动的参考系，
y' y z' z t' t
当 t t' 0 时
o 与 o'重合
绝对 时空观
伽利略变换
力学相对性 原理