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《ch15-1精典熱學(xué)的相對性原理伽利略變換》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、到十九世紀(jì)下半期，精典化學(xué)構(gòu)建起了了三大理論體系牛頓定理為基礎(chǔ)的機(jī)械運(yùn)動理論統(tǒng)計(jì)化學(xué)與熱力學(xué)為基礎(chǔ)的熱運(yùn)動理論麥克斯韋為基礎(chǔ)的電磁運(yùn)動理論精典數(shù)學(xué)發(fā)展到了頂峰，有名的法國的化學(xué)學(xué)家開爾文在一篇題為“展望二十世紀(jì)數(shù)學(xué)學(xué)前景”的文章中聲稱，數(shù)學(xué)學(xué)的大樓早已建成，小輩的化學(xué)學(xué)家只要做些修復(fù)工作就可以了。但是，在十九世紀(jì)末二十世紀(jì)早期，化學(xué)學(xué)有了三個重大發(fā)覺即x射線的發(fā)覺、電子的發(fā)覺、物質(zhì)放射性的發(fā)覺。自此人們對物質(zhì)世界的認(rèn)識步入到微觀領(lǐng)域。在微觀領(lǐng)域中，實(shí)驗(yàn)事實(shí)與精典理論發(fā)生了尖銳的矛盾，比如宋體幅射現(xiàn)象、邁克爾遜－莫雷實(shí)驗(yàn)等等。開爾文在同一文章中又說“在數(shù)學(xué)學(xué)放晴天空遠(yuǎn)
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(chǔ)為了解決微觀領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)結(jié)果與精典數(shù)學(xué)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(xué)學(xué)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(xué)的誕生。1900年普朗克在研究宋體幅射時(shí)，提出了量子理論，強(qiáng)調(diào)能量不是連續(xù)的，自然界中存在能量的最小單元，物質(zhì)吸收或則幅射的能量時(shí)此最小單元的整數(shù)倍。1905年愛因斯坦提出狹義相對論后來發(fā)展為廣義相對論。相對論和量子論成為近代化學(xué)二大理論支柱，在此理論基礎(chǔ)上人們漸漸貶抑舊的觀點(diǎn)，近代
3、物理開始迅速發(fā)展。近代數(shù)學(xué)的迅速發(fā)展除了在理論上獲得了極大的成功和突破，并且造成科學(xué)技術(shù)方面的重大革命，比如原子彈、氫彈研發(fā)成功、核能的開發(fā)、激光、半導(dǎo)體、大規(guī)模集成電路、光纖通信、計(jì)算機(jī)等得到了日新月異的發(fā)展。7/22/20212第15章狹義相對論基礎(chǔ)兩朵小烏云邁克耳遜——莫雷“以太甩尾”實(shí)驗(yàn)宋體幅射實(shí)驗(yàn)狹義相對論量子熱學(xué)近代化學(xué)學(xué)的兩大支柱，逐漸構(gòu)建了新的數(shù)學(xué)理論。近代數(shù)學(xué)不是對精典理論的簡單否定。近代化學(xué)不是對精典理論的補(bǔ)充，而是全新的理論。指出牛頓熱學(xué)麥克斯韋電磁場理論熱力學(xué)與精典統(tǒng)計(jì)理論19世紀(jì)后期，精典化學(xué)學(xué)的三大理論體系使精典化學(xué)學(xué)已漸趨成熟。7/22
4、/20213第15章狹義相對論基礎(chǔ)第15章狹義相對論熱學(xué)基礎(chǔ)愛因斯坦()7/22/20214第15章狹義相對論基礎(chǔ)愛因斯坦20世紀(jì)最偉大的數(shù)學(xué)學(xué)家，1879年3月14日出生于法國烏爾姆，1900年結(jié)業(yè)于德國慕尼黑聯(lián)邦工業(yè)學(xué)院。1905年，愛因斯坦在科學(xué)史上創(chuàng)造了史無前例的奇跡。這一年的3月到9月半年中，借助業(yè)余時(shí)間發(fā)表了6篇論文，在數(shù)學(xué)學(xué)3個領(lǐng)域做出了具有劃時(shí)代意義的貢獻(xiàn)—創(chuàng)建了光量子理論、狹義相對論和分子運(yùn)動論。愛因斯坦在1915年到1917年的3年中，還在3個不同領(lǐng)域作出了歷史性的杰出貢獻(xiàn)—建成了廣義相對論、輻射量子理論和現(xiàn)代科學(xué)的宇宙論。愛因斯
5、坦獲得1921年的諾貝爾化學(xué)學(xué)獎7/22/20215第15章狹義相對論基礎(chǔ)第15章狹義相對論熱學(xué)基礎(chǔ)§15.1精典熱學(xué)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(shí)空觀§15.4狹義相對論質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)簡介7/22/20216第15章狹義相對論基礎(chǔ)§15.1精典熱學(xué)的相對性原理伽利略變換我們首先學(xué)習(xí)狹義相對論基礎(chǔ)，主要包括完善新的時(shí)空觀，高速粒子的熱學(xué)規(guī)律，質(zhì)量和能量的內(nèi)在聯(lián)系。科學(xué)史上重大改革的基本標(biāo)志就是對時(shí)空觀點(diǎn)完善，精典熱學(xué)是構(gòu)建在絕對時(shí)空觀的基礎(chǔ)上的。時(shí)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(diǎn)都是平等的、空間、時(shí)間是絕對的、彼此獨(dú)立的、與參照系無關(guān)的、可以脫離物質(zhì)的運(yùn)動而存在。牛頓定理的適用范圍為：宏觀、低速運(yùn)動物體；在慣性系中。7/22/20217第15章狹義相對論基礎(chǔ)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(jià)，在不同的慣性系中檢測同一物體的厚度和同一化學(xué)過程的經(jīng)歷時(shí)間是否相等。數(shù)學(xué)學(xué)在回答那些問題的過程中構(gòu)建起精典數(shù)學(xué)的絕對時(shí)空觀到相對論時(shí)空觀之后發(fā)展到廣義相對論。一.絕對時(shí)空觀絕對的、數(shù)學(xué)的、與物質(zhì)的存在和運(yùn)動無關(guān)。絕對時(shí)間絕對空間空間、時(shí)間是絕對的、彼此獨(dú)立的、與參照系無關(guān)的、
7、可以脫離物質(zhì)的運(yùn)動而存在。時(shí)間間隔、空間間隔、同時(shí)同地等時(shí)空概念與參考系無關(guān)。二.精典熱學(xué)的相對性原理7/22/20218第15章狹義相對論基礎(chǔ)在所有慣性系中，物體運(yùn)動所遵守的熱學(xué)規(guī)律是相同的，具有相同的物理抒發(fā)方式。或則說，對于描述熱學(xué)現(xiàn)象的規(guī)律而言，所有慣性系是等價(jià)的。不管船相對岸靜止還是勻速直線運(yùn)動(快或則慢)，船上的人觀察同一個熱學(xué)現(xiàn)象沒有差異。對于“慣性系是等價(jià)的”的理解不是指在不同慣性系中觀察同一熱學(xué)現(xiàn)象觀察結(jié)果相同，恰恰是觀察結(jié)果不同。勻速運(yùn)動船上的人聽到地面自由落體運(yùn)動為拋物運(yùn)動而岸上的人聽到的是直線自由落體運(yùn)動等價(jià)性是指：船上的人看地上的自由落