日期: 2024-01-10 14:38 查看: 133 次编辑

狭义相对论的基本原理

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爱因斯坦分析了各种实验，各派理论. 相信宇宙的对称与和谐, 认为惯性系不只对力学情有独钟. 据此提出:

- 所有惯性系对一切物理学规律都是等价的,或一切物理学规律对所有惯性系都可表为相同形式.
- 他还注意到另一事实, 真空中的光速为一恒量. 不依赖光源和观察者的运动. 由此提出第二条假设:
- 真空中的光速相对于任何惯性系沿任一方向恒为 $c$, 并与光源的运动无关.

> 狭义相对论基本原理

- 狭义相对性原理: 在所有惯性系中, 物理定律的表达形式都相同.
- 光速不变原理: 在所有惯性系中, 真空中的光速具有相同的量值 $c$.

爱因斯坦的二个基本假设, 放弃了以太参照系, 又不必修改麦克斯韦方程组,光速不变与麦克斯韦方程组在惯性系中等价是一致的.
符合这两条原理的变换就是洛仑兹变换

## 洛伦兹变换

- 洛伦兹从存在绝对静止以太的观念出发,考虑物体运动发生收缩的物质过程得出了洛伦兹变换.
  在洛伦兹理论中, 变换所引入的量仅仅看作是数学上的辅助手段, 并不包含相对论的时空观 .
- 爱因斯坦则以观察到的事实为依据, 立足于两条基本原理, 着眼于修改运动、时间、空间等基本概念, 重新导出洛伦兹变换,并赋予洛伦兹变换崭新的物理内容.
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$(x, t)$ 和 $\left(x^{\prime}, t^{\prime}\right)$ 的变换基于下列两点:
(1) 时空是均匀的, 因此惯性系间的时空变换应该是线性的.
（2）新变换在低速下应能退化成伽利略变换.
设 $S^{\prime} \rightarrow S$ 的变换为: $\quad x=k\left(x^{\prime}+v t^{\prime}\right)$

根据爱因斯坦的相对性原理:
$S \rightarrow S^{\prime}$ 的变换为: $\quad x^{\prime}=k(x-v t)$
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