狭义相对论的其他推论.ppt

一、狭义相对论的两个基本假设是什么？ 在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的. 真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的. 1、“同时”的相对性 二、基于这两个基本假设，我们能得到什么结论？ 2、空间距离的相对性 “长度收缩”或“尺缩效应” 3、时间间隔的相对性 “时间膨胀”或“钟慢效应”. 1901年，德国科学家考夫曼，在确定β射线荷质比的实验中首先观测到，电子荷质比与速度有关，他假设电子的电荷不随速度而改变，则它的质量就要随速度的增加而增加. 物体的质量会改变？ 第三节 狭义相对论的其它推论 1.知识与能力 运动速度的相对论变换 相对论质量 质能方程 2. 过程与方法 让学生体会到自洽性检验是科学理 论研究的一个基本方法. 3. 情感态度与价值观 体会物理学中蕴含的简单与和谐之 美（质能方程） 重点 三个公式 难点 运动速度的相对性变换 一、相对论速度变化公式 二、相对论质量 三、质能方程 一、相对论速度变化公式 河水的流速是3m/s，小船顺流而下，由于划船，它相对河水的速度是1m/s，那么，船相对于岸的速度是多少？ 绝对时空的速度叠加 3m/s+1m/s=4m/s 由于时间和空间的相对性，对于物体的速度，在某一惯性系S’内观测，要用S’系的时间和空间坐标表示；在另一惯性系S内观测，要用S系的时间和空间坐标表示。这样，速度叠加公式就不再是绝对时空的速度叠加公式了.假如 S’和S两系的坐标轴相平行，S’以速度ν沿x轴而运动，一质点以u’相对S’沿x’轴而运动，则相对S，其速度u为 这是相对论的速度叠加公式。如果u’＜c，则u＜c；如果u’＝c(光速)，则u＝c。与相对论的时空概念相协调。 车外的人看到车上人相对地面的速度为： 例1 地球上一观察者，看见一飞船A以速 度2.5×l03 m／s从他身边飞过，另一飞船B 以速度2.0×l08m／s 跟随A飞行。求： （1）A上的乘客看到B的相对速度； （2）B上的乘客看到A的相对速度. 中 国 航 天 A 中 国 航 天 B = u x 2.0×108 m/s = v 2.5×108 m/s 解：(1)设地球为K系，飞船A为K′系.由 已知条件可知K′系相对K系是速度为 飞船B 在K系中的速度为 飞船B 在K′系中的速度为 结束 目录 (2) 设地球为K系，飞船B为K′系.由 已知条件可知K′系相对K系是速度为 飞船A 在K系中的速度为 = x 飞船A在K′系中的速度为 结束 目录 A B K u x u x ′ 练习1、 一原子核以0.5c 的速度离开一观察者而运动.原子核在它运动方向上向前发射一电子，该电子相对于核有0.8c 的速度；此原子核又向后发射了一光子指向观察者.对静止观察者来讲， （1）电子具有多大的速度； （2）光子具有多大的速度。 结束 目录 解：设观测者为K系，原子核为K′系。 电子在K′系中的速度为： K′系相对K系是速度为： x 电子在K 系中的速度为： 根据光速不便原理，光子的速度为 c。 结束 目录 二、相对论质量 在经典物理的概念里，一个物体的质量为一常量，与物体的运动状态无关。但是在相对论理论里的质量呢？ 物体的运动速度不能无限增加，那么物体的质量是否随着速度而变化？ m为运动质量 m0为静止质量 严格的论证表明，物体高速（与光速相比）运动时的质量与它静止时的质量之间有下面的关系： 质速关系曲线 1901年，德国科学家考夫曼，在确定β射线荷质比的实验中首先观测到，电子荷质比与速度有关，他假设电子的电荷不随速度而改变，则它的质量就要随速度的增加而增加。这个实验后来为更多人用越来越精密的测量不断地重复着。 微观粒子的速度很高，它的质量明显的大于静止质量。在研究制造回旋加速器时必须考虑相对论效应的影响。 1988年，中国第一座高能粒子加速器——北京正负电子对撞机首次对撞成功 例2 如一观察者测出电子质量为2m.， 问电子速度为多少？（m.为电子的静止质量） 结束 目录 解： 练习2、 某人测得一静止棒长为人质量为m，于是求得此棒线密度为ρ=m/l .假定此棒以速度 v 在棒长方向上运动，此人再测棒的线密度应为多少，若棒在垂直长度方向上运动，它的线密度又为多少？ 结束 目录 解：(1) 结束 目录 (2) 解得： 结束 目录 三、质能方程 物体的能量和质量之间存在着某种联系： 爱因斯坦 物体的能量和质量之间存在密切的联系，他们的关系是： 这就是著名的质