《gu-相对论-1》精选课件.ppt

例3、在宇宙飞船上的人从飞船后面向前面的把子发射一颗高速子弹，此人测得飞船长60m，子弹的速度0.8c，求当飞船对地球以0.6c的速度运动时，地球上的观察者测得子弹飞行的时间是多少？ 解： 发射 击中 两事件对两系都不同时、同地 长度缩短时间延长公式不适用 S? S 0.6c 60m S?测得： S测得 或 S? S 0.6c 60m 讨论：沿着运动方向的长度测量 3. 谁的尺缩短了? ————运动的尺（纵向）长度收缩 长度测量的一种方法： u u u △t是固有时， S? S? S S 这里问题的关键在于固有时最短，长度收缩和固有时最短 是联系在一起的．因为两个坐标系的相对速度都是u. 相对观察者静止的尺长度 本征长度,固有长度 长度的测量是和同时性概念密切相关的。在某一参照系中测量尺的长度，就是要测量它的两端点在同一时刻的位置之间的距离。这一点在测量静止的尺的长度时并不明显地重要，但在测量运动的尺的长度时，同时性的考虑就带有决定性的意义了。根据爱因斯坦的观点，既然同时性是相对的，那么长度的测量也必定是相对的。 S?系测定： S? S 棒静止于S?系 u 本征长度,固有长度 S系测定： 令： 时x1与 对齐，x２与 对齐 长度测量的 另一种方法： 相对论所讨论的是讨论不同惯性系对两个事件的描述 同时的两个事件的空间间隔短． 在S′系观察同样两事件， S′系的观察者发现t1,t2不是同 时的，即X2与x2′先对齐，过时间 后x1与x1′对齐． 这里问题的关键在于“同时”是相对的，是与参照系的选择有关.长度收缩是同时性是相对的的必然结果． 总结： （1）当两个事件在S中观测是同时同地， 即　t1＝t2　，x1＝x2　 在S′中观测也是同时同地， 即　t1′＝ t2′　， x1′＝ x2′　 相对论是讨论不同惯性系对两个事件的描述 注意： 所有思想实验，涉及的是两个事件A和B，两个惯性系 S和S′．在S中，A(x1,0,0,t1) ,B(x2,0, 0,t2) . 在S′中,A ′(x1′,0,0, t1 ′ ),B′(x2 ′,0,0 ,t2 ′) （2）当两个事件在S中观测是同地不同时，即　x1＝x2 ，△t≠0 △t 是固有时，固有时最短． 在S ′中观测是不同时不同地， 即　t1 ′ ≠ t2 ′，x1′≠ x2 ′ （3）当两个事件在S中观测是同时不同地，即　t1＝t2　，x1≠x2　 在S ′中观测是不同时不同地，即　t1 ′ ≠ t2 ′ 　， x1′≠ x2 ′ 同时的两个事件的空间间隔短． 在前一惯性系运动的后 方的那一事件先发生. ut S 系 S? 系 事件P： OO?重合 z o x y o′ z′ y′ x′ u P 某时刻某位置发生某现象 ４． 洛仑兹坐标变换式 在S 系 在S? 系 S 系 S? 系 （1）代人（２）即得 洛仑兹坐标变换： 逆变换 讨论： （2）速度远小于光速时，洛变换近似为伽变换。 （3）光速为一切实际物体的速度极限。 （1）时间和空间相互联系，称空时坐标。 4）使用“LT”时，时空基准必须一致。 钟、尺必须相对各自的惯性系保持静止。 相对论时空观集中体现在“LT”中，它是我们走进陌生的高速世界的一把钥匙。好，让我们带着经典时空观的烙印，去领略一下高速世界的风光吧！ （１）同时的相对性 u u S系测定： S?系测定： （2）S?系中同时同地两事件，在系S中同时同地。 （3）具对易性 （4）不同时性程度由u决定。 （1）S?系中同时不同地两事件，在S系中不同时。 结论： u S? S １。为什么用　　　　　　 而不用　　　　　 ？ 2。 是否可以用　　　　　　　　　　？ 讨论： 注意：两个事件在s′系是同时的，在s系并不同时．根据 Y X O X1 X2 依“LT” X′1 X′2 Y’ X′ O’ 若在S′系中有一静止棒，本征长度 S系中观测棒长是比本征长度短了 （２）长度的收缩 同时测量到的两个事件的空间间隔可以认为是某一时刻的两个事件的距离. Y X O X’ Y’ X’ O’ 设在K’系同一地点发生两件事--－举手 测得的时间间隔 由K系测得的时间 由“LT” △t0′是本征时间或固有时。 时间膨胀了，即S系观测时，过程变慢了。 （３） 时间的延缓（膨胀） １。为什么用　　　　　　 而不用　　　　 ？ 2。 是否可以用　　　　　？ 讨论： 注意：这两个事件在s系是在不同位置发生的