大学物理第14章重点总结.ppt

相 对 论　 例 解 求 两个静质量都为 m0 的粒子，其中一个静止，另一个以v 0 = 0.8 c 运动，它们对心碰撞以后粘在一起。 碰撞后合成粒子的静止质量。 取两粒子作为一个系统，碰撞前后动量、能量圴守恒，设碰撞后合成粒子的静止质量为 M0 ，运动质量为 M ，运动速度为 V ，则 得 由 例 解 求 某粒子的静止质量为 m0 ，当其动能等于其静能时， 其质量和动量各等于多少？ 动能： 由此得，动量 由质速关系 第十四章 相对论 物理学 第五版 第 十 四 章 一 理解伽利略变换及牛顿力学的绝对时空观. 二 了解迈克耳孙－莫雷实验. 三 理解狭义相对论的两条基本原理，掌握洛伦兹变换式. 14-0 教学基本要求 四 理解同时的相对性，以及长度收缩和时间延缓的概念，掌握狭义相对论的时空观. 五 掌握狭义相对论中质量、动量与速度的关系，以及质量与能量间的关系. 14-0 教学基本要求 正变换 逆变换 一、 洛伦兹变换式 1 洛伦兹坐标变换式 *空间间隔和时间间隔 正变换 逆变换 2 洛伦兹速度变换式 正变换 逆变换 讨论 ------不同时 ------不同时 2 同地不同时 1 同时不同地 1 同时的相对性 二、 相对论的时空观 时 ------同时 ------同时 ------不同时 讨论 3 同时同地 4 不同时不同地 结论 同时性具有相对意义 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. 设棒的固有长度为 固有长度：物体相对静止时所测得的长度 .（最长） 2 长度的收缩(动尺变短) 结论 物体对观察者向何处运动,观察者观测到在该方向上其长度收缩. B 固有时间 ：同一地点发生的两事件的时间间隔 . 3 时间的延缓(动钟变慢) 时间延缓 ：运动的钟走得慢 . 例 一短跑选手在地面上以 10 s 的时间跑完 100 m。一飞船沿同一方向以速率 u = 0.8 c飞行。 求 (1) 飞船参考系上的观测者测得选手跑过的路程；(2) 飞船参考系上测得选手的平均速度 。 解 设地面参考系为 S 系， 飞船参考系为 S，选手起跑为事件1,到终点为事件2，依题意有 选手从起点到终点，这一过程在 S 系中对应的空间间隔为?x，根据空间间隔变换式得 因此， S 系中测得选手跑过的路程为 (2) S 系中测得选手从起点到终点的时间间隔为 ?t，由洛仑兹变换得 S 系中测得选手的平均速度为 例 解 求 飞船 A , B 相对于地面分别以 0.6 c 和 0.8 c 的速度相向而行。 (1) 飞船 A 上测得地球的速度； (2) 飞船 A 上测得飞船 B 的速度； (1) 根据运动的相对性，飞船 A 上测得地球的速度为: - 0.6c (2) 设地面为 S 系，飞船 A 为 S 系，S 系相对与 S 系的速度为 u = 0.6 c. 依题意飞船 B 在 S 系中的速度 v = -0.8 c， 由洛仑兹速度变换，S 系(飞 船 A)测得飞船 B 的速度为 A B O S S O 例1 设想有一光子火箭， 相对于地球以速率 直线飞行，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 例2 长为 1 m 的棒静止地放在 平面内，在 系的观察者测得此棒与 轴成 角，试问从 S 系的观察者来看，此棒的长度以及棒与 Ox 轴的夹角是多少？设 系相对 S 系的运动速度 . 解 在 系 在 S 系 例3 设想一光子火箭以 速率相对地球作直线运动 ，火箭上宇航员的计时器记录他观测星云用去 10 min , 则地球上的观察者测此事用去多少时间 ？ 运动的钟似乎走慢了. 解 设火箭为 系、地球为 S 系 例 ?- 介子是一种不稳定的粒子，从它产生到它衰变为 ? - 介子经历的时间即为它的寿命，已测得静止 ?- 介子的平均寿命 ?0 = 2 ? 10-8s. 某加速器产生的 ?- 介子以速率 u = 0.98 c 相对实验室运动。 求 ?- 介子衰变前在实验室