时间延缓和长度缩短.ppt

一、同时的相对性 二、 时间延缓 第十八章狭义 相对论 第3章 狭义 相对论 3 - 3 时间延缓和长度收缩 大学物理教程 （陈信义第二版） 主讲教师： 陈丽娜 光同时到达 光不同时到达 在 S 系 在 系同时不同地发生的两事件 在 S 系 结论 ：沿两个惯性系运动方向，不同地点发生的两个事件，在其中一个惯性系中是同时的， 在另一惯性系中观察则不同时，所以同时具有相对意义；只有在同一地点， 同一时刻发生的两个事件，在其他惯性系中观察也是同时的 . 在 系同时同地发生的两事件 地 面 上 的 钟 走 得 慢 ——时间的相对性 相对于发生地静止的钟测得同一地点发生的两事件的时间间隔 . 时间延缓 ：运动的钟走得慢 . 相对于发生地运动的钟测得的两事件的时间间隔 . 相对时间 （运动时间)） 固有时间: 固有时间 相对时间 狭义相对论的时空观 1） 两个事件在不同的惯性系看来，它们的空间关系是相对的，时间关系也是相对的，只有将空间和时间联系在一起才有意义. 2）时—空不互相独立，而是不可分割的整体. 3）光速 C 是建立不同惯性系间时空变换的纽带. 3） 时， 1）时间延缓是一种相对效应 . 2）时间的流逝不是绝对的，运动将改变时间的进程.（例如新陈代谢、放射性的衰变、寿命等 . ） 注意 例题：离太阳系最近的恒星距太阳系约 ，光速为 ,所以光脉冲从地球到达该恒星所需时间至少是 （约4.5年）。当宇宙飞船的速率达到0999c时，问：按照地球上的时钟计算，飞船往返旅行一次所需的时间为多少？如按照飞船上的时钟计算，飞船往返旅行一次所需的时间又为多少？ 解：宇宙飞船的速率为0999c，近似看成光速，按照地球上的时钟计算飞船往返一次需9年，如按照飞船上的时钟计算，飞船往返一次需 年 可见，地球上的时钟走9年，宇宙飞船上的时钟走0.4年。 a f e 0 . 弟 弟 . . 哥 哥 结论：对本惯性系做相对运动的钟(或事物经历的过程）变慢。 在 系中观察者总觉得相对于自己运动的S系的钟较自己的钟走得慢。 双生子效应 注意:时间的延缓是时空的自身的一种特性,与过程是生物的,化学的还是机械的无关!包括人的生命. 为此介绍双生子佯谬.(Twin paradox) 一对双生兄弟:“明明”和“亮亮”,在他们20岁生曰的时候 , 明明坐宇宙飞船去作一次星际旅游,飞船一去一回作匀速直线运动,速度为0.9998C. 明明在天上过了一年,回到地球时,亮亮已多大年龄? 按照之间延缓性计算，亮亮年龄应该是71岁了 练 习 3-15 3-6 3-8 3-16 三、长度的收缩 相对于被测物体静止的观察者测得长度 相对于被测物体运动观察者“测得”的长度 相对长度：（运动长度） 固有长度： 固有长度 相对长度 ——空间的相对性 在 S 系中测量 1 . 一静止长度为 尺相对 系静止，且与y轴平行 在 S 系中测量 要求 2 . 一静止长度为 尺相对 系静止，且与x轴平行 运动物体在运动方向上长度收缩的最大 . 长度收缩是一种相对效应 注意 运动物体在垂直于运动方向上长度不变 . 运动物体在与运动方向上成一定角度时，长度如何变化呢 ？ 3 . 有夹角时 练 习 3-2 3-3 3-7 3-18 3-11