第一章 狹義相對論.

Presentation on theme: "第一章 狹義相對論."— Presentation transcript:

1 第一章 狹義相對論

2 Galilean相對性 v Invariant Classic Mechanics Not invariant E.M. waves
Z Z’ v Y Y’ X X’ Invariant Classic Mechanics Not invariant E.M. waves Galilean transfer

3 光為等速 Michelson-Morley實驗 ( 1887年 ) 愛因斯坦狹義相對論之假說︰ 1.物理法則在所有慣性座標系中均等價。
2.在慣性座標系中，所有相互作用之極限速率為一 有限定值C。

4 The Lorentz transformation
v w i t h

5 相對論運動學 長度減縮 時間延緩

6

7 Velocity transformation 速度轉換
If and ,then These relations show how the -factor of a moving particle transforms.

8 Acceleration transformation 加速度的轉換
， with and , at time , i.e. put proper acceleration of P as integrate choosing

9 ( is recognized as its proper length )
ct ( is recognized as its proper length ) x X=3 X=4 X=1 X=2

10 Space-Time Physics 時空物理
Minkowski空間 (四維時空 ct , x , y , z ) ( x0 , x1 , x2 , x3 ) 令 事件 1.2 間之“區間”

11 t Absolute future x Space like Absolutely separated Time like
令 類時 ( time like )︰ 在 K’系統中兩事件在同一地點發生 t Absolute future 類空 ( space like )︰ x Space like Absolutely separated Time like Absolute past

12 四維張量 ( 張量之定義 ) ( 線元素 ) ( 度規張量 ) ( with )

13 範例︰

14 四維速度、四維加速度 原時

15 In the rest fram 不變量 原加速度 由 即可定出不變量之值

16 相對論動力學 四維動量 靜止質量 動量守恆︰ 碰撞前後粒子 ︰碰撞前(後)取+(-)

17 質能關係︰ 不變量 當中 動能

18 四維力

19 電動力學的四維形式 Maxwell’s方程組的封閉性 場方程 電介質構造方程 歐姆定律 物理量 1 3 16 （1） （3） （3） （3）
鐵磁 （3） 歐姆定律 （3） 物理量 1 3 16

20 積分型式及邊界條件 微分方程 積分型式 邊界條件 （Ampere’s law） （Faraday’s law；S fixed）
（Gauss’s law） （nonexistence of monopole）

21 v n E2, B2 D2, H2 c E1, B1 D1, H1

22 向量場 及純量場 無法觀測到

23 如何去耦合? 規範轉換.

24 Lorentz 規範 在 Lorentz 轉換下不變

25 Column 規範 當中 (無源電流) (非旋電流)

26

27 Column規範 Lorentz規範

28 電磁場張量 定義 ( 二階反稱張量 )

29

30  電荷守恆