相对论基础

狭义相对论两条基本原理

狭义相对论基于惯性参考系

相对性原理

物理定律在一切惯性参考系中都具有相同的数学表达形式,也就是所有惯性系对于描述物理现象都是等价的。

  • 狭义相对论原理是伽利略力学相对性原理的推广
  • 光的传播不需要介质

光速不变原理

在彼此相对做匀速直线运动的任一惯性参考系中,所测得的光在真空中的传播速度都是相等的。

  • 真空中的光速是个恒量
  • 物体的速度不能超过真空中的光速

相对论速度变换公式

  • $v’$:$K’$系中的速度
  • $v$:$K$系中的速度
  • $u$:两坐标系的速度差
  • $\beta=\frac{u}{c}$

狭义相对论的时空观

“同时”的相对性

在某个惯性系中同时发生的两个事件,在另一相对它运动的惯性系中,并不一定同时发生,这一结论叫做同时的相对性

只有当两个事件发生在同一地点时,“同时”才有绝对意义。

时间延缓

又叫时间膨胀或时钟变慢

  • $t_0$:固有时,相对于过程发生的地点为静止的参考系中测得的时间间隔。
  • $t$:运动时,大于固有时。

长度收缩

  • $l_0$:固有长度,观察者相对于物体静止时测得的物体长度。
  • $l$:运动长度,小于固有长度

相对性和绝对性

在相对论时空中,运动的描述、时空的量度都是相对的,但因果关系是绝对的。

狭义相对论动力学基础

质速关系式

  • $m_0$:静质量
  • $m$:动质量

光子的静质量为$0$,速度为$c$

质速关系式反映了物体与运动的不可分割性

质能关系式

  • $E_0$:静能
  • $E$:运动时的总能量(静能和动能之和)
  • $E_k$:相对论动能

动量能量关系式

光速


作者:@臭咸鱼

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