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* 六、动量与能量的关系 pc m0c2 E * 小 结 （2）动量 （3）动力学方程 （1）质速关系 （4）质能关系 （5）动量能量关系 * 严格的论证得出物体以速度v运动时的质量m和它静止时的质量m0之间有如下关系： 仍然用m描述粒子的惯性，因此狭义相对论中粒子的惯性是相对的。微观粒子的运动速度很高，它的质量明显地大于静止质量． * 回旋加速器的例子 * （1）固有时间最短 注意 （3） （2）时间延缓是一种相对论效应 双生子佯谬 爱因斯坦曾经预言，两个校准好的钟，当一个沿闭合路线运动返回原地时，它记录的时间比原地不动的钟会慢一些。这已被高精度的铯原子钟超音速环球飞行实验所证实。 相对论预言 慢 ( 184 ±23 ) ×10 - 9 s 实 测 慢 ( 203 ±10 ) ×10 - 9 s 实际上这种谬误是不会发生的，由于两个时钟或两个双生子的运动状态并不对称（ 例如， 飞离、返回要经历加、减速运动过程），其结果一定是 的时钟变慢了， 一定比 年轻。 运动的时钟变慢了，但运动是相对的，S与S 都认为对方的钟在动，因而双方都认为对方的 钟变慢。这样的矛盾结论即时钟佯谬。 若S和S是一对双生子，S 乘高速飞船到太空遨游 一段时间后回到地球。S发现S比自己老了。由运动 的相对性，S会认为S比自己老。这就是双生子佯谬。 * 同样是光从光源发出再回来，乙 认为这一过程的时间比甲长．因 为是运动的！ 爱因斯坦光钟 * 时间膨胀效应，那么．．． 问题１：哪只青蛙活得更久？ 问题２：你还能回到原处吗? 问题３：双生子佯谬 不在一个惯性系不能比较，各个惯性系有 各个惯性系的时间 狭义相对论只适合惯性系．地面上 的人看太空回来的人年轻! 你可以比你的孪生兄弟年轻！ * 是真的吗？ １９６４年的实验，以接近光速的亚原子向前和向后发射光子，速度相同． μ子的寿命静止时是２．２微秒，若以０．９９Ｃ运动，则寿命为１５．６微秒． 原子钟在喷气机上环绕地球一周，则回到地球后慢了（1971年） *  高速飞行的μ子衰变寿命由静止时的 延长到运动时的 * 最具权威的美国《科学》杂志，最近一期(2008)一篇文章明确指出，宇宙膨胀不是光的多普勒效应，是时空本身的膨胀，而实际天文观测证实的，包括哈勃红移在内，都是时间膨胀的结果，其它都是围绕时间的膨胀展开的理论分析和推测。  * ５．空间的相对性：空间收缩效应 牛顿的观点： 一根尺子在任何惯性系的观察者看来长度是一样的，即空间和运动无关； 爱因斯坦的观点： 长度测量值与被测物体相对于观测者的运动有关，相对静止时最长． 　　　　 * 空间的概念 什么是空间？ 空间是尺子测量的东西 任何自然的有长度的物体都可以作为空间的量度． * 当尺子从我们身边经过时，任何精确的试验都表明其长度比静止时要短。尺子并非看上去短了，它的确短了！然而，它只在其运动方向上收缩。两图中垂直方向的长度是一样的。 * * 谁也没有偷工减料！ 　　　　　　＿＿长度收缩是相对的 飞船中的小张看地面上的桌子缩短了，反过来地面上的小李看飞船上的桌子缩短了． 空间是相对的，小张有小张的空间，小李有小李的空间． 空间和时间是相对的　　时间和空间是纠缠的． * 由光速不变原理导出洛伦兹收缩 也就是利用光速不变原理可导出运动物体的长度变短。 在运动列车上的观察者测到的列车长度为L0，在地面上的观察者测到的列车长度为 * 一杆平行x 轴静止于S系 S S S系：t， 固有长度： 相对物体静止的惯性系中测得的长度。 * 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 * 6.速度是相对的 光速是极限 牛顿的观点: 按加利略速度叠加公式,可以得到超光速; 按照牛顿力学，物体的质量是不变的，因此一定的力作用在物体上，产生的加速度也是一定的，这样，经过足够长的时间以后物体就可以达到任意大的速度. 爱因斯坦的观点: 相对论的速度叠加公式告诉我们，物体的运动速度不能无限增加.相对论的力学方程同样不能得到超光速.光速是一切物体的最大速度. 静质量不为零,则速度小于光速. * 速度变换式 * 例如，一名运动员在高速列车上飞跑。假定高速列车（S系）相对地面（S系）以v=0.9c运动，运动员又以u=0.9c在S系中运动。则相对地面讲，运动员的速度u多大？ 若按伽利略变换，则u=u+v=1.8c。这不可能，错在何处？原来是该用洛伦兹变换了。 对上述例子，有 * 2000年王力军(L.J.Wang)等人用激光抽运铯原子蒸气，在其