时间、长度的相对性(经典版).ppt

6.3 时间、长度的相对性 1.惯性参考系： 凡是牛顿定律成立的参考系，称为惯性参考系，简称惯性系。 2.伽利略相对性原理 对于所有的惯性系，力学规律都是相同的。 3.经典时空观（绝对时空观） 时间均匀向后，空间静止不动。 　　时间和空间彼此独立、互不关联，且不受物质或运动的影响。 复习： ①相对性原理： 　　对于不同的惯性系，物理规律（包括力学和电磁学）都是一样的。 ②光速不变原理： 　　光速与惯性系的选择无关。 1、经典力学的几个基本结论 　①“同时”的绝对性　　　②时间间隔的绝对性 　③空间距离的绝对性　　　④质量不随速度而变化 2、相对论时空观 　①“同时”的相对性　　 ②运动时间变慢 　③运动尺子的缩短　　　 ④运动质量的变大 概述：两种时空观得出的重要结论： 一、同时的相对性 　　相隔一定距离发生的两件事，在一个参考系中观测是同时发生的，在相对于此参考系运动的另一个参考系中观测就可能不是同时，而是一前一后发生的。 　　假设一列火车在平直的轨道上以速度u行驶、高速开过站台，在车厢的正中有一闪光灯。现使该灯发出一个闪光。闪光照到前、后壁，是两件事。小明在车上观测，小芳在站台上观测。他们认为这两个事件是同时发生的吗？闪光是同时到达前、后壁的吗？ u 小明：（以车厢为参考系） 　　车子是静止的，光速是不变的，光同时向A和B前进，到达前、后两壁，用时相同。即闪光同时到达前、后壁。 小芳：（以站台为参考系） 　　车子是运动的，光速是不变的，光同时向A和B前进，先到达A，后到达B，用时不相同。即闪光不是同时到达前、后壁。 u 　　在一个参考系中是同时发生的两件事，在相对于此参考系运动的另一个参考系中观测不是同时发生，这就是“同时”的相对性。 u 　　车厢相对于站台的速率越大，相隔的时间就越长，在大到一定值时，这个差值就大得不能忽略。 一、同时的相对性 二、运动时钟的变慢 二、运动时钟的变慢 M A v 对于车厢内的人： 对于车厢外的人： v M v M B v M A cΔt 2 vΔt 2 h h vΔt 2 cΔt 2 　　时间延缓效应并不是说由于相对运动而使钟发生了结构性变化，是由于不同观测者进行量度时引起的一种观测效应。这种效应是相对的。对于同一参考系，v=0，就不存在这种效应了。 　　当v接近光速时，这种偏差是非常大的。 3:00 3:00 3:00 4:00 4:00 3:40 　　时钟相对于观察者静止时走得快，相对于观察者运动时，观察者会看到它变慢了，运动速度越快，效果越明显，即运动着的时钟要变慢。 二、运动时钟的变慢 【答案】C时钟走得最慢，A走得最快。 【例题】A、B、C是三个完全相同的时钟，A放在地面上， B、C分别放在两个火箭上，以速度vB和vC朝同一方向飞行， vBvC，地面上的观察者认为哪个时钟走得最慢？哪个走得最快？ 【例题】以8km/s的速度运行的人造卫星上一只完好的手表走过了1mim，地面上的人认为它走过这1mim “实际”上花了多少时间？ 【答案】 三、长度的相对性 还是在以速度u前进的车厢中，现在要测量如图CD两点间的距离，小明用一根尺子如图放置，记下两点坐标x1和x2，则L0= x1-x2，可以求得。L0是CD两点的静长。 可是小芳测量就不一样了。 L 0 u CD的距离是多少呢？