电动力学第六章郭硕鸿第三版

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：



x'



y'y



坐标变换：z'z



vt2x

t'







x

yy'zz'

vt'2x

t





逆变换：

速度变换：ux

uxv1

vuxc

2

，

uy

1

xc

2

，

uz

1

xc

2

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。

t



2

c

2

⑴ 运动时钟延缓：

2

c

2

1t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:

B1B1

EE11

v

E(EvB)B(BE3) 222322

cE(EvB)

323

v

B(BE2)323

c

五．相对论力学： 1．运动质量：

m



pmv

2

．相对论动量：

3．质能关系：物体具有的能量为

Wm2c4

．相对论动能：TWW05．相对论力学方程：



dpF

dt

c

4

2

2

m0cmm0c

2



Fv

dWdt

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

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