A狭义相对论.ppt

例：一原子核以0.5c的速度离开一观察者运动，原子核在其运动方向上发射一电子，该电子相对核有0.8c的速度；此原子核又向后发射光子指向观察者，求相对静止观察者电子的速度和光子的速度。 光速不变 光速不变 光子 例：光子运动 例：两个静止长度相同的杆相向运动，对静止坐标系的速度大小相同，方向相反，如图。求解杆的相对长度？ 先解出杆的相对速度： 长度收缩： 三、长度的收缩 “ 同时 ”出现了相对性，使得与同时有关的过程也出现了相对性。测量运动物体的长度就是一个典型例子。 测量运动物体的长度过程： 1 取长度单位。 2 用度量单位与被测物体比较。 3 同时在长度首尾读数。（x1、x2） 4 计算结果。(L= x2-x1) 所谓同时在长度首尾读数，要指定坐标系。 S系中 t 时刻 S系测定的长度： S系中 t＋?t 时刻 S’系中 t’ 时刻 S’系中 t’＋?t’ 时刻 S系测定的长度： S’系测定的长度： （原时） （原时） 长度收缩因子 原长最长 定义：观察者与被测物体相对静止时的测量 结果称为原长 L0。 长度收缩效应 设两个惯性系S和S’,沿X轴方向运动，相对速度为u，固定于S’系中的钟测出该系中两事件的时间间隔为τ0，空间距离为l0，则S系中正确的时空变换为： 原时最短，原长最长 例：宇宙飞船相对地面以速度u作匀速直线飞行，某一时刻飞船头部的宇航员向飞船的尾部发出一个光信号，经过Δt（飞船上的钟）时间后，被尾部的接收器收到，则由此可知 S’ S 宇航员相对飞船静止，飞船是原长： S’ S 例：两飞船，在自己的静止参照系中测得各自的长度均为100m，飞船甲上的仪器测得飞船甲的前端驶完船乙的全长需要： 求两飞船的相对速度的大小。 甲 乙 一宇航员要到离地球为５光年的星球去旅行．如果宇航员希望把这路程缩短为３光年，则他所乘的火箭相对于地球的速度应是： （Ａ）ｖ＝（1／2）ｃ （Ｂ）ｖ＝（3／5）ｃ． （Ｃ）ｖ＝（4／5）ｃ．（Ｄ）ｖ＝（ 9／10）ｃ． （ｃ表示真空中光速） ［ ］ Ｃ 例 3 5 例 一列高速火车以速度u驶过车站时，固定在站台上的两只机械手在车厢上同时划出两个痕迹，静止在站台上的观察者同时测出两痕迹之间的距离为１m，则车厢上的观察者应测出这两个痕迹之间的距离为 __________________________________． 　刻痕相对火车是静止的，车厢观察者看到车厢上刻痕间距的是原长。 例：如图两惯性系K和K’，一刚性尺静止K’系中，与x轴成300角，在K系中成450角。 坐标系的相对速度 K’坐标系，尺为原长： K坐标系，尺为非原长： 例：如图两惯性系K和K’，一刚性尺静止K’系中，与x轴成300角，在K系中成450角。 解出： S系观察者： S’系观察者： 6.4 洛仑兹变换 S系观察者： S’系观察者： S系观察者： S’系观察者： 洛仑兹变换： 关于同时性有人提出以下一些结论，其中哪个是正确的？ （Ａ）在一惯性系同时发生的两个事件，在另一惯性系一定不同时发生． （Ｂ）在一惯性系不同地点同时发生的两个事件，在另一惯性系一定同时发生． （Ｃ）在一惯性系同一地点同时发生的两个事件，在另一惯性系一定同时发生． （Ｄ）在一惯性系不同地点不同时发生的两个事件，在另一惯性系一定不同时发生． ［ ］ （Ｃ） 利用洛仑兹变换可以直接得到长度收缩和时间延缓的结论。 一、原时问题 ：S系中的原时 如果S’系中的时间间隔是原时 在S系中的观点看是既不同时也不同地发生两事件。 原时 原时 也可以直接用洛仑兹反变换: 原时 讨论： 在S系中： 反号，表示在两个坐标系中观察两个事件发生的次序颠倒，事件的因果关系如何？ 信号的传播速度不可能超过光的速度。 时间间隔同号！ 两个事件有因果关系，在两个坐标系中观察两个事件发生的次序不会颠倒。 如果两个事件有因果关系，本质上是是事件一的“信号”传播到另一个位置而发生事件二。 爱因斯坦时空观 洛仑兹坐标变换： ? 与 时空坐标 伽利略变换 ? 备忘 例：一宇宙飞船相对地面以0.8C的速度飞行。一光脉从船尾到船头，飞船上的观察者测得飞船长度为90m，地球上的观察者这一过程的时空坐标。 S’ S 例：一列高速火车以0.6C的速度沿水平轨道行驶，车上A、B两人距离10m。B在