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类光间隔

下一节:因果性与最大信号传递速度

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类光间隔课程教案、知识点、字幕

好 最后说类光间隔

前面说了大于0 小于0

现在是等于0

等于0代到这儿呢

那要等于0

这个东西不等于0

就只能是这个等于0

所以类光间隔要两个事件之间

建立联系

这个信号就是光速

但还是可以建立联系

因为我们本来是有光信号

那么时间次序

实际上这个Δx比Δt

这个是小于这个平均的速度

因为本来还有那个y方向z方向的速度

加在一起才是

所以它这个是小于等于这个光速的

而这个参考系的速度是小于c的

所以乘起来这个东西小于c平方

再除过来就是小于1

整个合起来这个东西也是大于0

所以它们时间次序是同号的

是同时发生的

进一步的还是说时间次序

我们把这个Δy Δz取成0

然后这个Δy Δz取成0

这个式子要等于0

就要求Δx和Δt有这么一个关系

把这个关系代到这个里面

你就发觉是这么一个表达式

这个表达式写出来

实际上是这个表达式

就是Δt'和Δt中间

差这么一个关系式

如果你这个参考系的速度

趋近于c的时候

它就取成0

就是参考系在以接近光速运动的

那个参考系下

它的在带'系下看的那个时间间隔

就可以变成同时发生的

所以首先这个时间次序不会颠倒

因果性保持的

这个是存在一个参考系

这个参考系是接近光速运动的

那个参考系

它是变成同时发生的

就存在一个参考系

两个事件同时发生

但是这个参考系

是以光速相对原参考系运动

然后空间次序

同样看这个取Δy Δz等于0

刚才说了它就必须是这个条件

把这个洛伦兹变换这个代进去

最后得到这个结果

这个同样也是

在那个v趋近于c的时候

它是趋于0

你也 空间次序也不会颠倒

因为这个东西是大于等于0的

所以空间次序不会颠倒

存在一个参考系

两个事件同一地点发生

这个参考系跟刚才那个一样

是以光速相对原来参考系做运动

注意到我们说洛伦兹变换

这样的话到此为止

我们三类不同的间隔分类都分

讨论完了

在这个我们一开始

引进洛伦兹变换的时候就说过

这个洛伦兹变换和伽利略变换的差别

你在洛伦兹变换上

把v比c那些项给扔掉

就是v远远小于c的时候

洛伦兹变换就回到这个伽利略变换

或者说把c趋于无穷大的时候

洛伦兹变换回到伽利略变换

那么当c趋于无穷大的时候

实际上你会发觉

只有这个类时的事件

没有类空的事件

那么类光的事件要求是以光速

那个要以无穷大的速度传递

所以我们日常伽利略变换

日常看到的 传统中看到的

事件之中都是类时事件的关系

那么如果我们一般的看一个

抽象的代数的空间

用这个四个坐标

三个空间坐标 一个时间坐标

构造的这么一个空间

要求满足具有这个

使这个间隔不变

就是它做线性变换的时候

要保证这个间隔不变

这样的空间叫Minkowski空间

这个Minkowski空间

通常写四维的时空

我们画都画不出来

我们可以去掉一维空间

把z的方向去掉

只保留xy方向的空间

然后时间是

用时间替代那个z轴

那么我们的两个事件之间的间隔

在这个就可以用

用这个这么一个锥面来去写

因为那个Δx平方画出来的那个曲线

就是这么一个锥形的

在锥形里边的

在这块坐标原点

我们选两个事件

一个是坐标原点

就是x等于0 y等于0 t等于0

还有一个事件就是xy和t

那么另外一个事件

在这个锥里面的

和这个锥里面上下

这个都是类时事件

和这个原点这一块

在这个锥上面的

和它这个原点叫类光事件

和这个外面的叫类空事件

所以在这个锥里边

这个就叫绝对未来

为什么呢

因为在这个类时事件里面

在这个里面不同的点

都可以来回变换

但是它一定变不到过去

因为时间 类时事件

时间的次序是排好的

就是早和晚它永远是早

永远是晚

所以在这个t等于0这个是晚

它就永远

所以这叫绝对将来

然后在这儿呢

就是比这个t等于0要早

这叫绝对过去

这是类时事件

那么类空事件在这外面呢

它就可以随便跑

可以跑到过去 可以跑到

因为它的时间

不同的参考系选

它可以是将来的可以是过去的

电动力学(下)课程列表:

第三章 电磁波的传播

-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

--定态电磁波的平面波解1

--定态电磁波的平面波解2

--定态电磁波的平面波解3

-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

--反射透射波的振幅1

--反射透射波的振幅2

--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

--波动方程的几何光学近似

--光学方程

--光程泛函与费马原理

-第三章 电磁波的传播--3.7 第三章作业

第四章 电磁波的辐射

-4.1 电磁场的矢势和标势

--用势描述电场 规范变换和规范不变性

--达朗伯方程

-4.2 推迟势

--非齐次(有源)波动方程的球面波解

--洛伦兹规范,库伦规范

--光子质量对平方反比率的修正

-4.3 有效光子质量

--伦敦方程,理想导体及迈斯纳效应

--有效光子质量与超导,零磁场与超导

--超越洛伦兹规范,规范不变描写

--有效光子质量的起源

-4.4 辐射电磁场

--一般性质

--多极展开

--例子(电偶极辐射、电四极辐射、磁偶极辐射)

--电磁波的衍射(惠更斯原理)

--电磁波的衍射(基尔霍夫假设)

--电磁波的衍射(夫琅禾费衍射)

-第四章 电磁波的辐射--4.5 第四章作业

第五章 狭义相对论

-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

--同时性,运动时钟与尺子

--关于时间的评注

--间隔不变性

--类时间隔

--类空间隔

--类光间隔

--因果性与最大信号传递速度

-5.4 相对论理论的协变形式

--四维时空坐标变换

--为什么洛伦兹变换是线性的

--物理量按时空变换性质分类

--张量运算,张量例子

-5.5 相对论力学

--最小作用量原理

--点粒子力学

--带电点粒子及电荷分布在外电磁场中

--电荷分布在外电磁场中

--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

--矢量势与麦克斯韦方程组

--极化强度和磁化强度

--能动量守恒

--真空能

--能动量的洛伦兹变换

--劳厄定理

-5.7 磁单极-规范不变性-Witten效应

--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

第六章 带电粒子和电磁场的相互作用

-6.1 运动带电粒子的电磁场

--运动带电粒子的描述,推迟效应

--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

--带电粒子的电磁场对粒子本身的反作用

--能量转化与守恒定律 牛顿定律

--电子的经典运动方程

--电磁质量 辐射阻尼力

--谱线的自然宽度

-6.4 电磁波的散射与吸收,介质的色散

--自由电子对电磁波的散射

--束缚电子对电磁波的散射

--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

结束语

-电动力学在现代物理学中的地位

--四大力学 力学体系 相互作用力

--各种力学 二十世纪物理学的两大突破

--电动力学作用量的更深层次含义 电磁作用

-结束语作业--作业

类光间隔笔记与讨论

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