当前课程知识点:电动力学(下) > 第五章 狭义相对论 > 5.3 相对论的时空理论 > 类时间隔
我们下面分别的把这三类
时空间隔事件之间的关系
进行一下详细的讨论
首先看类时间隔
这是我们日常所最熟悉的
两个事件之间的空间距离
ΔxΔyΔz 时间间隔Δt
那么这两个事件之间要建立联系
所需要的信号的平均信号速度
就是这么大对不对
正好是在一个事件发生
然后它发出一个信号
到另外一个事件发生
这个信号正好传递到那
这是它的建立所需要的速度
这个是它的事件是
Δs间隔的定义
我把Δt平方提出去
这块就除上了一个Δt的平方
除上Δt的平方按这个式子
正好是它的平均速度的平方
而这个间隔是大于零
这个Δt平方是大于零的
那就意味着这个大于零
这个大于零就意味着
这个平均速度是小于C的
那什么意思呢
这两个事件要建立联系
所需要的信号的速度
是小于光速的
那么我们狭义相对论只要求
最大的速度是光速
所以它是小于光速呢
原则上是可以建立联系的
以为这个所需的信号小于c
然后看他们两个事件呢
时间次序
时间次序是什么呢
就是Δt和Δt'
看它是大于零小于零
因为Δt大于零就是说
有一个事件
在另外一个事件前面
或者是在后面
看它哪个减哪个
这个Δt'呢就是在t撇系的
如果Δt和Δt'的符号是一样
那么就是时间次序不变
如果是反号
就是时间次序改变
时间次序一改变
就是原因变成结果
结果变成原因了对不对
因果性就破坏了
然后看时间次序
把这个Δt提出来
这里面这个是大于零的
剩下就要靠这一项的符号
这个有没有可能变号
实际上就看这个东西
会不会比1大对不对
那就仔细看一下
这个里面的Δx比Δt在这里面
比这个v平均小的
而刚才我们推出来
v平均是小于C的
所以Δx比Δt是比c小的
然后这个参考系的速度
又小于c
所以这个是小于c
这个也小于c
两个乘起来小于c平方
那么把这c平方除下来
就是这一堆是小于1的
小于1是什么意思
这个是恒正的
那么这两个时间次序符号
是一样的对不对
就是这个是小于1
整个这个是大于零
这个是同号
同号就表示它们
同因果关系是一样的
这个事件在这个参考系x系
是早发生的
在另外一个也是早发生的
不会变的
那么再进一步看
现在是Δs大于零
是这个式子
那么你会发觉
因为这个是大于零
所以呢在这个里面
空间的距离的差别
贡献是负的
这就要求Δt一定不能等于零
因为Δt要等于零
这个就变成负了
Δt不等于零什么意思
或者在这个带撇系下
Δt'也不能等于零
要等于零这个也变成负的了
也就是说这两个事件
一定是不同时的
所以这叫类时间隔
就是时间绝对是不一样的
前后一定是要分出前后的
或者有原因和结果的
这是类时事件
类时间隔
就是他们的时间是绝对的
在前就是在前
在后就是在后
而且它们一定是有前后差别的
否则就不是类时间隔了
两事件不同时发生
他们之间时间次序不会颠倒
因果性保持
这是这类事件的间隔的特点
然后看空间次序
我们看空间次序
我们只看x方向的
y和z就是都取成是
y和z坐标是一样的
那么就看空间次序呢就是
Δx和Δx'两个会不会符号相同
如果是不同
那就是一个在左边右边
另外一个系可能就翻过来了
对不对
然后我们把这个Δx提出来
就变成是分母上是Δx比Δt
当Δy和Δz等于零的时候
Δx和Δt就是V一拔
就是V的平均速度
所以这是v比上平均速度
那么从这个看呢
这个速度
这是它的信号传递的
平均的速度
这个参考系的速度
比平均速度大
这就负号了
比平均速度小这就是正号
所以呢Δx'可以和它的符号一样
也可以和它的符号不一样
也就是说在另外一个参考系下
可能是这个两个位置翻过来了
也可能不翻过来
所以空间次序是不确定的
所以对类时间隔就有这些性质
信号小于c
这个因果性保持
空间次序不确定
就是不一定同号对不对
因为这个可以大于它
也可以小于它
更一个极端的呢
我这个参考系的速度
可以就站在传递的信号上
可以取成就是它
那这个时候呢
这个就是等于零了
这个等于零什么呢
在带撇的系下
看成在同一个地点发生了
就是在不带撇系
它是两个不同的地方发生的事件
结果在带撇系
它可以在同一地点发生
那么这是可以是这个样子
好 空间次序随参考系选择而变
而且存在一个参考系
两个事件在空间同一个地点发生
当然你可以算它的时间间隔
这时候时间呢
反正是两个是不一样的
时间间隔我们前面说了
两个时间间隔是同号的
好这是刚才的类时间隔
-3.1 理想绝缘介质中的波动方程及平面电磁波解
--波动方程
--平面电磁波解
-3.2 定态波动方程及平面波解
--导体
--定态电磁波
-3.3 电磁波在界面上的反射和透射
--边界条件
--反射透射波的波矢
--反射透射波的能流
-3.4 谐振腔
--方程及边界条件
--矩形谐振腔
-3.5 电磁波的定向传播
--方程及边界条件
--TEM波
--TE波
--矩形波导
-3.6 电磁波的几何光学极限
--光学方程
-第三章 电磁波的传播--3.7 第三章作业
-4.1 电磁场的矢势和标势
--达朗伯方程
-4.2 推迟势
-4.3 有效光子质量
-4.4 辐射电磁场
--一般性质
--多极展开
-第四章 电磁波的辐射--4.5 第四章作业
-5.1 基础
--基础原因
--相对性原理
--实验基础
-5.2 相对论基本原理,洛伦兹变换
--基本原理
--伽利略变换
--基本洛伦兹变换
-5.3 相对论的时空理论
--关于时间的评注
--间隔不变性
--类时间隔
--类空间隔
--类光间隔
-5.4 相对论理论的协变形式
--四维时空坐标变换
-5.5 相对论力学
--最小作用量原理
--点粒子力学
--协变表达
--协变推导
-5.6 相对论电动力学
--作用量
--麦克斯韦方程组
--能动量守恒
--真空能
--劳厄定理
-5.7 磁单极-规范不变性-Witten效应
--电荷磁单极共生
-第五章 狭义相对论--5.8 第五章作业
-6.1 运动带电粒子的电磁场
--李纳-维谢尔势
--电磁场
--辐射功率及角分布
-6.2 辐射频谱分析、切伦柯夫辐射
--辐射频谱分析
--切伦柯夫辐射
-6.3 带电粒子的电磁场对粒子本身的反作用
--谱线的自然宽度
-6.4 电磁波的散射与吸收,介质的色散
--介质的色散
--负折射率
--电磁感应透明
--因果性与色散关系
-6.4 第六章作业--作业
-电动力学在现代物理学中的地位
-结束语作业--作业