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狭义相对论笔记(三)

  3、伽利略坐标系
  我们知道:,伽利略_牛顿力学的基本定律(即惯性定律)可以表述为:一个与其他物体足够远的物体保持静止状态或匀速直线运动状态。_这个初中物理里讲过。电视上,我们看到,宇航员出仓时,都要把自己系在宇航船上,不然,就会一直作匀速运动的飞走。
  惯性定律谈到了可以用于力学描述的坐标系,而且这个坐标系相对于恒星,惯性定律在很大程度上成立。
  但我们现在用一个与地球牢固连接在一起的坐标系(比如前面提到站在铁轨边上的人所使用的坐标系),来描述恒星的运动,却会发现:会描述出一个巨大半径的圆。
  这样一来,结果就与惯性定律的说法相矛盾。从而我们知道:只有相对于伽利略坐标系,惯性定律才有效。
  至于伽利略坐标系是什么样的,我也不知道,也懒得知道,毕竟我不是搞数学物理的,没必要知道得那么详细。我只需要了解狭义相对论的思路是如何一步步产生的。
  4、相对论原理(狭义)
  我们再以那个匀速行驶的火车为例。假设:一只老鹰在火车的上空飞翔。而且,同时假设:从铁轨上看,它也是作的匀速直线飞翔。
  那么,我们会发现,从行驶的车厢上看,虽然老鹰与火车行驶的速度、方向不同,但仍然是匀速直线运动。
  对于这种情况,我们可以说:若质量 m 相对于坐标系 K 作匀速直线运动,那么只要第二个坐标系 K '相对于 K 作匀速平移运动,该质量相对于 K '亦作匀速直线运动。
  根据上节(经典力学的时间与空间)论述,由此可以推出:若 K 为伽利略坐标系,则其他任何相对于 K 作匀速平移运动的坐标系 K '亦为伽利略坐标系。和相对于 K 一样,惯性定律(伽利略一牛顿力学定律)相对于 K '也成立。
  我们作如下更进一步推广:如果 K "是一个相对于K 作匀速运动而无转动的坐标系,那么自然现象相对于坐标系 K‘ 的发展所遵循的普遍定律将与相对于坐标系 K 相同。我们把这一陈述称为"相对性原理"(狭义)。
  我们知道,经典力学对实际天体运动的描述惊人的准确,因此,我们认为:相对原理在力学领域的应用准确度非常高。

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