第六章狭义相对论.ppt

相对论的时空观念与人们固有的时空观念差别很大，很难被普通人所理解。 练习： 天津和北京相距120km，在北京于某日上午 9时有一工厂因过载而断电，同日在天津于9时0分0.0003秒有一自行车与卡车相撞。试求在以 的速率沿北京到天津方向飞行的飞船中，观察到的这两个事件之间的时间间隔？ 同时的相对性 在一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件在其他惯性系中不再是同时事件。 只有在一个惯性系中同时同地发生的两个事件，在另一个参考系中才是同时同地发生的。 K系中发生的两个事件 和 。若K’系以高 速u相对k系沿x轴方向运动，k’系测得这两个事件必 定是（ ）。 A. 同时事件 B.不同地点发生的同时事件 C.即非同时，也非同地 D.无法确定 时序与因果律 子弹 前 事件1： 开枪 在S中： 后 事件2： 鸟死 在S中：是否能发生先鸟死，后开枪？ 在S中：先开枪，后鸟死 子弹速度 信号传递速度 所以由因果律联系的两事件的时序不会颠倒。 在S系中：仍然是开枪在前，鸟死在后。 分析： 运 动 的 钟 走 得 慢 二、时间延缓 在 S 系中观测两事件 系同一地点 B 发生两事件 发射一光信号 接受一光信号 时间间隔 时间间隔 在 S 系 时间测量的相对性  同一地点发生的两事件的时间间隔 . 固有时间 固有时间 相对于所研究的参考系是静止的钟测得的两事件的时间间隔； 3） 时， . 2）时间延缓是一种相对效应 . 1）时间的流逝不是绝对的，运动将改变时间的进程. 说明 相对论效应：运动的钟走得慢 ——时间延缓 固有时最短 例6.1 一飞船以u=9×103m/s的速率相对与地面匀速飞行。飞船上的钟走了5s,地面上的钟经过了多少时间？ 解： 飞船的时间膨胀效应实际上很难测出 例6.2 带正电的 介子是一种不稳定的粒子。当它静止时，平均寿命为 ，过后即发生衰变。今产生一束 介子，在实验室测得它的速率为u＝0.99c，并测得它在衰变前通过的平均距离为52m。这些测量结果是否一致？ 固有时 通过的平均距离： 与实验结果很好的符合！ 某种介质静止时的寿命是 ，如它以速度 的速度运动，它能飞行的距离s为（ ） 长度测量的定义： 在某一参考系中，测量物体的长度，就是要测量它的两端点在同一时刻的位置之间的距离。 同时的相对性 长度测量的相对性 三、长度收缩 长度收缩 当 时 . 长度收缩是一种相对效应, 此结果反之亦然 . 注意 固有长度：棒静止时测得的它的长度叫棒的静长或 固有长度 .（最长） 运动物体在运动方向上发生长度收缩 . 《物理世界奇遇记》 ----城市速度极限 汤普金斯先生 街道缩短了 商店的橱窗变得像一条条狭缝 人行道上步行的人则变成他有生以来第一次见到的细高条 -----相对性 例6.3 固有长度为5m的飞船以 的速率相对于地面匀速飞行时，从地面上测量，它的长度是多少？ 固有长度 6.5 在S系中观察到在同一地点发生两个事件，第二事件发生在第一事件之后2s，在 系中观察到第二事件在第一事件后3s发生。求在 系中这两个事件的空间距离。 总结 1.相对性原理 物理规律对所有惯性系都是一样的，不存在任何一个特殊的（例如“绝对静止”的）惯性系。 2.光速不变原理 在一切惯性系中，光在真空中的速率恒为c ，与光源的运动状态无关。 两条基本假设（ 爱因斯坦的狭义相对论基本原理) 洛仑兹变换式 总结 位置坐标变换 狭义相对论时空观 2、相对于观测者运动的惯性系沿运动方向的长度对观测者来说收缩了。 1、相对于观测者运动的惯性系的时钟系统对观测者来说变慢了。 3、没有“绝对”的时间、“绝对”的空间。长度收缩和时间的膨胀是相对的。 总结 6.6 相对论速度变换 在S系中： 在S’系中： 1.速度分量定义： * 狭义相对论 A.爱因斯坦(1879~1955) 二十世纪最伟大的自然科学家,物理学革命的旗手。 (1921年获诺贝尔物理学奖) 19世纪末页，牛顿定律在各个领域里都取得了很大的成功：在机械运动方面不用说，在分子物理方面，成功地解释了温度、压强、气体的内能。在电磁学方面，建立了一个能推断