如图求解
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设想有两个惯性坐标系S系、S'系,S'系的原点O'相对S系的原点O以速率v沿X轴正方向运动。任意一事件在S系、S'系中的时空坐标分别为(x,y,z,t)、(x',y',z',t')。t、t'分别是S系和S'系时刻。两惯性坐标系重合时,分别开始计时.
若x= 0,则x'+vt' =0。这是变换须满足的一个必要条件,故猜测任意一事件的坐标从S'系到S系的变换为
x=γ(x'+vt') (1)
式中引入了常数γ,命名为洛伦兹因子。
引入相对性原理,即不同惯性系的物理方程的形式应相同。故上述事件坐标从S系到S'系的变换为
x'=γ(x-vt) (2)
y与y'、z与z'的变换可以直接得出,即
y'=y (3)
z'=z (4)
把(2)代入(1),解t'得
t'=γt +(1-γ2) x/γv (5)
在上面推导的基础上,引入光速不变原理,以寻求γ的取值。
由重合的原点O(O')发出一束沿X轴正方向的光,设光束的波前坐标为(X,Y,Z,T)、(X',Y',Z',T')。根据光速不变原理,有
X=cT (6)
X'=cT' (7)
相对论的光速不变原理得出:坐标值X等于光速c乘时刻T,坐标值X'等于光速c乘时刻T'。(1)(2)相乘得
xx'=γ2(xx'-x'vt+xvt'-v2tt') (8)
以波前这一事件作为对象,则(8)写成
XX'=γ2(XX'-X'VT+XVT'-V2TT') (9)
(6)(7)代入(9),化简得洛伦兹因子
γ= (1-(v/c)2)-1/2 (10)
(10)代入(5),化简得
t'=γ(t-vx/c2) (11)
把(2)、(3)、(4)、(11)放在一起,即S系到S'系的洛伦兹变换
x'=γ(x-vt),
y'=y,
H.A.洛伦兹
z'=z,
t'=γ(t-vx/c2) (12)
根据相对性原理,由(12)得S'系到S系的洛伦兹变换
x=γ(x'+vt'),
y=y',
z=z',
t=γ(t'+vx'/c2) (13)
若x= 0,则x'+vt' =0。这是变换须满足的一个必要条件,故猜测任意一事件的坐标从S'系到S系的变换为
x=γ(x'+vt') (1)
式中引入了常数γ,命名为洛伦兹因子。
引入相对性原理,即不同惯性系的物理方程的形式应相同。故上述事件坐标从S系到S'系的变换为
x'=γ(x-vt) (2)
y与y'、z与z'的变换可以直接得出,即
y'=y (3)
z'=z (4)
把(2)代入(1),解t'得
t'=γt +(1-γ2) x/γv (5)
在上面推导的基础上,引入光速不变原理,以寻求γ的取值。
由重合的原点O(O')发出一束沿X轴正方向的光,设光束的波前坐标为(X,Y,Z,T)、(X',Y',Z',T')。根据光速不变原理,有
X=cT (6)
X'=cT' (7)
相对论的光速不变原理得出:坐标值X等于光速c乘时刻T,坐标值X'等于光速c乘时刻T'。(1)(2)相乘得
xx'=γ2(xx'-x'vt+xvt'-v2tt') (8)
以波前这一事件作为对象,则(8)写成
XX'=γ2(XX'-X'VT+XVT'-V2TT') (9)
(6)(7)代入(9),化简得洛伦兹因子
γ= (1-(v/c)2)-1/2 (10)
(10)代入(5),化简得
t'=γ(t-vx/c2) (11)
把(2)、(3)、(4)、(11)放在一起,即S系到S'系的洛伦兹变换
x'=γ(x-vt),
y'=y,
H.A.洛伦兹
z'=z,
t'=γ(t-vx/c2) (12)
根据相对性原理,由(12)得S'系到S系的洛伦兹变换
x=γ(x'+vt'),
y=y',
z=z',
t=γ(t'+vx'/c2) (13)
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真心不懂!
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