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洛伦兹变换地推导VIP免费

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实用标准文案大全洛伦兹变换的推导:不妨假设自然界一切物理规律都是平权的,也就是在不同的参考系,所有的物理规律都是一样的现在我们设(x,y,z,t)所在坐标系(A系)静止,(X,Y,Z,T)所在坐标系(B系)速度为u,且沿x轴正向。在A系原点处,x=0,B系中A原点的坐标为X=-uT,即X+uT=0。可令(1).又因在惯性系内的各点位置是等价的,因此k是与u有关的常数(广义相对论中,由于时空弯曲,各点不再等价,因此k不再是常数。)同理,B系中的原点处有,由相对性原理知,两个惯性系等价,除速度反向外,两式应取相同的形式,即k=K。故有(2).对于y,z,Y,Z皆与速度无关,可得(3).(4).将(2)代入(1)可得:,即实用标准文案大全(5).(1)(2)(3)(4)(5)满足相对性原理,要确定k需用光速不变原理。当两系的原点重合时,由重合点发出一光信号,则对两系分别有,。代入(1)(2)式得:,。两式相乘消去t和T得:.将γ反代入(2)(5)式得坐标变换:3.速度变换:实用标准文案大全同理可得V(y),V(z)的表达式。4.尺缩效应:B系中有一与x轴平行长l的细杆,则由得:,又△t=0(要同时测量两端的坐标),则,即:,。5.钟慢效应:由坐标变换的逆变换可知,,故实用标准文案大全,又,(要在同地测量),故。(注:与坐标系相对静止的物体的长度、质量和时间间隔称固有长度、静止质量和固有时,是不随坐标变换而变的客观量。)6.光的多普勒效应:(注:声音的多普勒效应是:)B系原点处一光源发出光信号,A系原点有一探测器,两系中分别有两个钟,当两系原点重合时,校准时钟开始计时。B系中光源频率为ν(b),波数为N,B系的钟测得的时间是△t(b),由钟慢效应可知,A△系中的钟测得的时间为(1).探测器开始接收时刻为,最终时刻为,则(2).相对运动不影响光信号的波数,故光源发出的波数与探测器接收的波数相同,即实用标准文案大全(3).由以上三式可得:.7.动量表达式:(注:,此时,因为对于动力学质点可选自身为参考系,)牛顿第二定律在伽利略变换下,保持形式不变,即无论在那个惯性系内,牛顿第二定律都成立,但在洛伦兹变换下,原本简洁的形式变得乱七八糟,因此有必要对牛顿定律进行修正,要求是在坐标变换下仍保持原有的简洁形式。牛顿力学中,,r在坐标变换下形式不变,(旧坐标系中为(x,y,z)新坐标系中为(X,Y,Z))只要将分母替换为一个不变量(当然非固有时莫属)就可以修正速度的概念了。即令实用标准文案大全为相对论速度。牛顿动量为,将v替换为V,可修正动量,即。定义(相对论质量)则.这就是相对论力学的基本量:相对论动量。(注:人们一般不用相对论速度而是用牛顿速度来参与计算)8.相对论力学基本方程::由相对论动量表达式可知:,这是力的定义式,虽与牛顿第二定律的形式完全一样,但内涵不一样。(相对论中质量是变量)9.质能方程:实用标准文案大全即10.能量动量关系:,,,四维证明1.公理,无法证明。2.坐标变换:由光速不变原理:dl=cdt,即dx2+dy2+dz2+(icdt)2=0在任意惯性系内都成立。定义dS为四维间隔,dS2=dx2+dy2+dz2+(icdt)2(1).则对光信号dS恒等于0,而对于任意两时空点的dS一般不为0。dS2>0称类空间隔,dS2<0称类时间隔,dS2=0称类光间隔。相对论原理要求(1)式在坐标变换下形式不变,因此(1)式中存在与坐标变换无关的不变量,dS2dS2光速不变原理要求光信号在坐标变换下dS是不变量。因此在两个原理的共同制约下,可得出一个重要的结论:dS是坐标变换下的不变量。由数学的旋转变换公式有:(保持y,z轴不动,旋转x和ict轴)实用标准文案大全X=xcosφ+(ict)sinφ得:tanφ=iu/c,则cosφ=γ,sinφ=iuγ/c反代入上式得:X=γ(x-ut)Y=yZ=zT=γ(t-ux/c2)3.4.5.6.略。7.动量表达式及四维矢量:(注:γ=1/sqr(1-v2/c2),下式中dt=γdτ)令r=(x,y,z,ict)则将v=dr/dt中的dt替换为dτ,V=dr/dτ称四维速度。则V=(γv,icγ)γv为三维分量,v为三维速度,icγ为第四维分量。(以下同理)四维动量:P=mV=(γmv,icγm)=(Mv,icM)四维力:f=dP/dτ=γdP/dt=(γF,γicdM/dt)...

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