物理學(xué)-狹義相對(duì)論的時(shí)空觀

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一 同時(shí)的相對(duì)性,事件 1 :車廂后壁接收器接收到光信號(hào). 事件 2 :車廂前壁接收器接收到光信號(hào).,1,S 系 ( 地面參考系 ),設(shè) S系中x1、x2兩處發(fā)生兩事件,時(shí)間間隔為 .問(wèn) S′系中這兩事件發(fā)生的時(shí)間間隔是多少？,2,系 (車廂參考系 ),,在一個(gè)慣性系同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事件，在另一個(gè)慣性系是否同時(shí)?,3,討論,------不同時(shí),------不同時(shí),2,同地不同時(shí),1,同時(shí)不同地,S系,S′系,4,------同時(shí),------不同時(shí),討論,S系,S′系,5,結(jié)論 同時(shí)性具有相對(duì)意義,沿兩個(gè)慣性系運(yùn)動(dòng)方向，不同地點(diǎn)發(fā)生的兩個(gè)事件，在其中一個(gè)慣性系中是同時(shí)的，在另一慣性系中觀察則不同時(shí)，所以同時(shí)具有相對(duì)意義；只有在同一地點(diǎn)，同一時(shí)刻發(fā)生的兩個(gè)事件，在其他慣性系中觀察也是同時(shí)的.,6,長(zhǎng)度的測(cè)量和同時(shí)性概念密切相關(guān)．,二 長(zhǎng)度的收縮(動(dòng)尺變短),棒沿 軸對(duì) 系靜止放置,在系中同時(shí)測(cè)得兩端坐標(biāo),7,則棒的固有長(zhǎng)度為,固有長(zhǎng)度：物體相對(duì)靜止時(shí)所測(cè)得的長(zhǎng)度 .（最長(zhǎng)）,問(wèn) 在S系中測(cè)得棒有多長(zhǎng)?,8,設(shè) 在S系中某時(shí)刻 t 同時(shí)測(cè)得棒兩端坐標(biāo)為x1、x2，則S系中測(cè)得棒長(zhǎng) l= x2 - x1， l與l0的關(guān)系為：,9,結(jié)論 長(zhǎng)度具有相對(duì)意義,討論,物體在運(yùn)動(dòng)方向上長(zhǎng)度收縮.,10,例1 設(shè)想有一光子火箭， 相對(duì)于地球以速率 直線飛行，若以火箭為參考系測(cè)得火箭長(zhǎng)度為 15 m ，問(wèn)以地球?yàn)閰⒖枷担嘶鸺卸嚅L(zhǎng) ？,11,解,固有長(zhǎng)度,運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度,12,例2 長(zhǎng)為 1 m 的棒靜止地放在 平面內(nèi)，在 系的觀察者測(cè)得此棒與 軸成 角，試問(wèn)從 S 系的觀察者來(lái)看，此棒的長(zhǎng)度以及棒與 Ox 軸的夾角是多少？設(shè) 系相對(duì) S 系的運(yùn)動(dòng)速度 .,解 在 系,13,在 S 系,14,三 時(shí)間的延緩(動(dòng)鐘變慢),15,發(fā)射光信號(hào),接受光信號(hào),時(shí)間間隔,系同一地點(diǎn) B 發(fā)生兩事件,16,在 S 系中觀測(cè)兩事件,17,固有時(shí)間 ：同一地點(diǎn)發(fā)生的兩事件的時(shí)間間隔 .,時(shí)間延緩 ：運(yùn)動(dòng)的鐘走得慢 .,18,3 時(shí)， .,1 時(shí)間延緩是一種相對(duì)效應(yīng) .,2 時(shí)間的流逝不是絕對(duì)的，運(yùn)動(dòng)將改變時(shí)間的進(jìn)程.（例如新陳代謝、放射性的衰變、壽命等 ）,19,狹義相對(duì)論的時(shí)空觀(1) 兩個(gè)事件在不同的慣性系看來(lái)，它們的空間關(guān)系是相對(duì)的，時(shí)間關(guān)系也是相對(duì)的，只有將空間和時(shí)間聯(lián)系在一起才有意義.(2)時(shí)—空不互相獨(dú)立，而是不可分割的整體.(3)光速 C 是建立不同慣性系間時(shí)空變換的紐帶.,20,例3 設(shè)想一光子火箭以 速率相對(duì)地球作直線運(yùn)動(dòng) ，火箭上宇航員的計(jì)時(shí)器記錄他觀測(cè)星云用去 10 min , 則地球上的觀察者測(cè)此事用去多少時(shí)間 ？,運(yùn)動(dòng)的鐘似乎走慢了.,解 設(shè)火箭為 系、地球?yàn)?S 系,21,本章目錄,,14-0 教學(xué)基本要求,14-1 伽利略變換式 牛頓的絕對(duì)時(shí)空觀,14-2 邁克耳孫-莫雷實(shí)驗(yàn),14-3 狹義相對(duì)論的基本原理 洛倫茲變換式,14-4 狹義相對(duì)論的時(shí)空觀,選擇進(jìn)入下一節(jié)：,14-6 相對(duì)論性動(dòng)量和能量,END,22,