第十六章相对论基础.ppt

题西林壁苏轼横看成岭侧成峰远近高低各不同不识庐山真面目只缘身在此山中 这首诗表明山的实际形态是一定的，但不同的观察者从不同的角度可以观察到不同的样子； 类似地，不同惯性系中物理规律的数学形式是不变的，但不同的惯性系观察到的物理现象是不同的。 真空光速测定实验结果 1729 J.Bradley 恒星光行差 3.04E8 1849 A.Fizeau 旋转齿轮 3.153E8 1879 A.Michelson 旋转镜 2.99910E8 1948 Essen 微波谐振腔 2.99792E8 1965 Kolibayev 光电测距仪 2.997926E8 1972 Baird 甲烷激光 2.997924E8 1974 Blaney 二氧化碳激光28 1971年飞机载钟环球航行实验结果 向东航行 向西航行 120 -57E-9 +227E-9 361 -74E-9 +284E-9 408 -55E-9 +266E-9 447 -51E-9 +266E-9 引力效应 144E-9 179E -9 运动学响应-184E-9 96E -9 净效应-40E-9 275E-9 质量与速度关系实验结果 1901 Kaufmann 1908 Bucherer 10% 1938 Zahn and Spees 1.5% 1940 Rogers 1% 1963 Meyer 0.04% 1967年6月17日，中国第一颗氢弹爆炸成功 五 动量与能量的关系 极端相对论近似 光子 光的波粒二象性 普朗克常量 例1 设一质子以速度 运动. 求其总能量、动能和动量. 解 质子的静能 也可如此计算 例2 已知一个氚核 和一个氘核 可聚变成一氦核 , 并产生一个中子 , 试问这个核聚变中有多少能量被释放出来 . 解 核聚变反应式 氘核和氚核聚变为氦核的过程中，静能量减少了 例 在一种热核反应中，各种粒子的静质量如下： 求反应释放的能量. 氘核 氚核 氦核 中子 反应质量亏损 释放能量 1 kg 核燃料释放能量 锂原子的核反应 两　粒子所具有的总动能 两　粒子质量比静质量增加 理论计算和实验结果相符． 实验测量 习超: 习超: 习超: 习超: 2）长度收缩： 测量一根沿运动方向放置的棒的长度。相对于惯性系运动的棒的测量长度比相对于惯性系静止时的测量长度要短。 长度的收缩： 标尺相对 系静止 在 S 系中测量 测量为两个事件 要求 在 系中测量 固有长度 当 时 . 固有长度：物体相对静止时所测得的长度 .（最长） 洛伦兹收缩: 运动物体在运动方向上长度收缩 . 长度收缩是一种相对效应, 此结果反之亦然 . 注意 例1 设想有一光子火箭， 相对于地球以速率 飞行，若以火箭为参考系测得火箭长度为 15 m ，问以地球为参考系，此火箭有多长 ？ 火箭参照系 地面参照系 解 ：固有长度 习超: 习超: 习超: 习超: 3）时钟延缓： 两个经过校准的时钟，一个放置在静止的惯性系中，另一个放置在运动的惯性系中，运动惯性系中的时钟比静止惯性系中的时钟走的慢。 或者说相对惯性系运动的时钟比相对惯性静止的时钟走得慢； 运 动 的 钟 走 得 慢 时间的延缓 系同一地点 B 发生两事件 在 S 系中观测两事件 发射一光信号 接受一光信号 时间间隔 B 固有时间 ：同一地点发生的