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《ch15-1精典熱學的相對性原理伽利略變換》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在應用文檔-天天文庫。
1、到十九世紀下半期，精典化學構建起了了三大理論體系牛頓定理為基礎的機械運動理論統計化學與熱力學為基礎的熱運動理論麥克斯韋為基礎的電磁運動理論精典數學發展到了頂峰，有名的法國的化學學家開爾文在一篇題為“展望二十世紀數學學前景”的文章中聲稱，數學學的大樓早已建成，小輩的化學學家只要做些修復工作就可以了。但是，在十九世紀末二十世紀早期，化學學有了三個重大發覺即x射線的發覺、電子的發覺、物質放射性的發覺。自此人們對物質世界的認識步入到微觀領域。在微觀領域中，實驗事實與精典理論發生了尖銳的矛盾，比如宋體幅射現象、邁克爾遜－莫雷實驗等等。開爾文在同一文章中又說“在數學學放晴天空遠
2、處，還有二朵小小的令人不安的烏云”。7/22/20211第15章狹義相對論基礎為了解決微觀領域實驗結果與精典數學理論之間的尖銳矛盾，具有革新精神的、辨證唯心主義的一批年青的化學學家諸如普朗克、波爾、愛因斯坦、德布洛意等，她們勇于突破精典理論的禁錮，提出了一套全新的理論如何理解伽利略相對性原理，最后造成了近代化學的誕生。1900年普朗克在研究宋體幅射時，提出了量子理論，強調能量不是連續的，自然界中存在能量的最小單元，物質吸收或則幅射的能量時此最小單元的整數倍。1905年愛因斯坦提出狹義相對論后來發展為廣義相對論。相對論和量子論成為近代化學二大理論支柱，在此理論基礎上人們漸漸貶抑舊的觀點，近代
3、物理開始迅速發展。近代數學的迅速發展除了在理論上獲得了極大的成功和突破，并且造成科學技術方面的重大革命，比如原子彈、氫彈研發成功、核能的開發、激光、半導體、大規模集成電路、光纖通信、計算機等得到了日新月異的發展。7/22/20212第15章狹義相對論基礎兩朵小烏云邁克耳遜——莫雷“以太甩尾”實驗宋體幅射實驗狹義相對論量子熱學近代化學學的兩大支柱，逐漸構建了新的數學理論。近代數學不是對精典理論的簡單否定。近代化學不是對精典理論的補充，而是全新的理論。指出牛頓熱學麥克斯韋電磁場理論熱力學與精典統計理論19世紀后期，精典化學學的三大理論體系使精典化學學已漸趨成熟。7/22
4、/20213第15章狹義相對論基礎第15章狹義相對論熱學基礎愛因斯坦()7/22/20214第15章狹義相對論基礎愛因斯坦20世紀最偉大的數學學家，1879年3月14日出生于法國烏爾姆，1900年結業于德國慕尼黑聯邦工業學院。1905年，愛因斯坦在科學史上創造了史無前例的奇跡。這一年的3月到9月半年中，借助業余時間發表了6篇論文，在數學學3個領域做出了具有劃時代意義的貢獻—創建了光量子理論、狹義相對論和分子運動論。愛因斯坦在1915年到1917年的3年中，還在3個不同領域作出了歷史性的杰出貢獻—建成了廣義相對論、輻射量子理論和現代科學的宇宙論。愛因斯
5、坦獲得1921年的諾貝爾化學學獎7/22/20215第15章狹義相對論基礎第15章狹義相對論熱學基礎§15.1精典熱學的相對性原理伽利略變換§15.2狹義相對論的兩個基本假定§15.3狹義相對論的時空觀§15.4狹義相對論質點動力學簡介7/22/20216第15章狹義相對論基礎§15.1精典熱學的相對性原理伽利略變換我們首先學習狹義相對論基礎，主要包括完善新的時空觀，高速粒子的熱學規律，質量和能量的內在聯系。科學史上重大改革的基本標志就是對時空觀點完善，精典熱學是構建在絕對時空觀的基礎上的。時空觀以前有過意大利亞理士多德為代表的“地心說”，以德國哥白尼為代表的“日心說
6、”，伽利略、牛頓覺得宇宙沒有中心如何理解伽利略相對性原理，空間任何點都是平等的、空間、時間是絕對的、彼此獨立的、與參照系無關的、可以脫離物質的運動而存在。牛頓定理的適用范圍為：宏觀、低速運動物體；在慣性系中。7/22/20217第15章狹義相對論基礎并且，哪些是慣性系呢，慣性系在那里？牛頓定理對于不同的慣性系是否等價，在不同的慣性系中檢測同一物體的厚度和同一化學過程的經歷時間是否相等。數學學在回答那些問題的過程中構建起精典數學的絕對時空觀到相對論時空觀之后發展到廣義相對論。一.絕對時空觀絕對的、數學的、與物質的存在和運動無關。絕對時間絕對空間空間、時間是絕對的、彼此獨立的、與參照系無關的、
7、可以脫離物質的運動而存在。時間間隔、空間間隔、同時同地等時空概念與參考系無關。二.精典熱學的相對性原理7/22/20218第15章狹義相對論基礎在所有慣性系中，物體運動所遵守的熱學規律是相同的，具有相同的物理抒發方式。或則說，對于描述熱學現象的規律而言，所有慣性系是等價的。不管船相對岸靜止還是勻速直線運動(快或則慢)，船上的人觀察同一個熱學現象沒有差異。對于“慣性系是等價的”的理解不是指在不同慣性系中觀察同一熱學現象觀察結果相同，恰恰是觀察結果不同。勻速運動船上的人聽到地面自由落體運動為拋物運動而岸上的人聽到的是直線自由落體運動等價性是指：船上的人看地上的自由落