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狭义相对论动力学基础
狭义相对论动力学基础
相对论力学的基本方程
牛顿力学中，动量
a.在洛氏变换下保持不变;
b.在 的条件下，还原为牛顿力学的
动量形式。
m ：不随物体运动状态而改变的恒量。
相对论动量必须满足以下两个条件：
1
0
P
相对论性质量：
——静止质量
由此，得相对论动量：
0
1
说明：
b.当 时， 即不论对物体加多大的力，
也不可能再使它的速度增加。
c.当 时，必须 即以光速运动的物
体是没有静止质量的。
d. 相对论力学基本方程
上式方程满足相对性原理
a.在 时， 。
在 的条件下：
相对论动能
设一质点在变力作用下，由静止开始沿X 轴作
一维运动，根据动能定律：
上式表明：质点以速率 运动时所具有的
能量 ，与质点静止时所具有的能量
之差，等于质点相对论性的动能
在 的条件下：
注意：
a. 发生在同一地点的两个事件，同时性是绝对的，
只有对发生在不同地点的事件同时性才是相对的。
b.只有对没有因果关系的各个事件之间，先后次序
才有可能颠倒。
c.在低速运动的情况下，
时得
。
利用洛仑兹变换式有：
在 系观察者同时测棒两端的坐标，棒长为两坐标的差。即
在 S 系中的观测者认为棒相对 S 系运动，测得长度应该为
结论：
从对物体有相对速度的参考系中所测得的沿速度方向的物体长度，总比与物体相对静止的参考系中测得的长度为短。
说明：
相对论“尺缩效应”是相对论的时空属性，和平常看到远处物体变小是两回事。
根据洛仑兹变换式有：
同长度不是绝对的一样，时间也不是绝对的。设在S’系中一固定坐标x’处有一只静止的钟，记录在该处前后发生的两个事件，两事件的时间间隔为：
而在 S 系中的钟所记录两事件的时间间隔为：
说明：
（1）运动时钟的变慢完全是相对论的时空效应，
与钟的具体结构和其他外界因素无关。
（2）运动时钟变慢在粒子物理学中有大量的
实验证明。
经典时空观：
相对论时空观：
空间是绝对的，时间是绝对的，空间、时间和物质运动三者没有联系。
a.时间、空间有着密切联系，时间、空间与物质
运动是不可分割的。
b.不同惯性系各有自己的时间坐标，并相互发现
对方的钟走慢了。
c.不同惯性系各有自己的空间坐标，并相互发现
对方的“尺”缩短了。
d.作相对运动的两个惯性系中所测得的运动物体
的速度，不仅在相对运动的方向上的分量不同，
而且在垂直于相对运动方向上的分量也不同。
e.光在任何惯性系中传播速度都等于 C ，并且是
任何物体运动速度的最高极限。
f.在一个惯性系中同时发生的两事件，在另一惯
性系中可能是不同时的。
例8-3

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