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狭义相对论基本原理和洛伦兹变换
为了在绝对时空观的基础上统一说明这些实验结果，洛伦兹等人提出各种假设，但都没有成功 。
1905年26岁的爱因斯坦，在对实验结果和前人工作进行仔细分析和研究的基础上，另辟蹊径，从一个全新的角度考虑所有问题，提出两个基本假设。
一、爱因斯坦狭义相对论的两个基本假设
光在真空中的速度与发射体的运动状态无关，即在彼此作匀速直线运动的任一惯性系中，所测得的光在真空中沿各个方向的速率是相等的。
1、狭义相对论的相对性原理
在任何惯性系中，一切物理规律都相同，即具有相同的数学表达式。或：所有惯性系对于描述物理现象都是等价的。
2、光速不变原理
时空观的革命
光速不变原理与伽利略的速度相加
原理针锋相对，否定了伽利略坐标
变换，动摇了绝对时空观和经典力
学体系。
牛顿力学
时间标度
长度标度
质量的测量
与参考系无关
速度与参考系有关
(相对性)
相对论力学
光速不变
长度 时间 质量
与参考系有关
(相对性)
二、洛仑兹变换
爱因斯坦根据两个基本假设，建立了新的坐标变换公式——洛仑兹变换式。洛伦兹为弥补经典理论的缺陷提出的，但他不具有相对论思想，爱因斯坦是给予正确解释第一人。
y
x
Z
o
S 系
系
(x, y ,z ,t )
某事件在 S 系中的时空坐标为（x, y, z, t )
同一事件在 S‘系中的时空坐标为(x', y', z', t')
正变换
逆变换
1、洛仑兹坐标变换
正变换
逆变换
当v <伽利略变换
令
则
K 系
事件 2
事件 1
系
例1 在 K 系中观察到两个事件发生在空间同一地点，第二事件发生在第一事件以后2s，在另一相对K 系运动的 K'系中观察到第二事件是在第一事3s之后发生的，求在 K'系中这两个事件的空间间隔。
应用正变换
解
得
根据
应用正变换
2、洛仑兹速度变换公式
利用Lorentz坐标变换
S系
S'系
可得
同样根据
正变换
逆变换
洛仑兹速度变换公式
例2 设想一飞船以0.80c 的速度在地球上空飞行， 如果这时从飞船上沿速度方向发射一物体，物体相对飞船速度为0.90c 求从地面上看，物体速度多大？
解
选飞船参考系为S 系
地面参考系为S系
例3 在 S 系测得光信号速度为c，求在相对S 沿x 方向以v 匀速运动的 S 系测得光信号的速度。
v
c
！
不管 v 多大，在 S系中测得光速仍然是 c —— 追赶光是徒劳的！c 是一切物质运动的极限速率。
光信号

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