物理學-狹義相對論的時空觀

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一 同時的相對性,事件 1 :車廂后壁接收器接收到光信號. 事件 2 :車廂前壁接收器接收到光信號.,1,S 系 ( 地面參考系 ),設 S系中x1、x2兩處發(fā)生兩事件,時間間隔為 .問 S′系中這兩事件發(fā)生的時間間隔是多少？,2,系 (車廂參考系 ),,在一個慣性系同時發(fā)生的兩個事件，在另一個慣性系是否同時?,3,討論,------不同時,------不同時,2,同地不同時,1,同時不同地,S系,S′系,4,------同時,------不同時,討論,S系,S′系,5,結論 同時性具有相對意義,沿兩個慣性系運動方向，不同地點發(fā)生的兩個事件，在其中一個慣性系中是同時的，在另一慣性系中觀察則不同時，所以同時具有相對意義；只有在同一地點，同一時刻發(fā)生的兩個事件，在其他慣性系中觀察也是同時的.,6,長度的測量和同時性概念密切相關．,二 長度的收縮(動尺變短),棒沿 軸對 系靜止放置,在系中同時測得兩端坐標,7,則棒的固有長度為,固有長度：物體相對靜止時所測得的長度 .（最長）,問 在S系中測得棒有多長?,8,設 在S系中某時刻 t 同時測得棒兩端坐標為x1、x2，則S系中測得棒長 l= x2 - x1， l與l0的關系為：,9,結論 長度具有相對意義,討論,物體在運動方向上長度收縮.,10,例1 設想有一光子火箭， 相對于地球以速率 直線飛行，若以火箭為參考系測得火箭長度為 15 m ，問以地球為參考系，此火箭有多長 ？,11,解,固有長度,運動長度,12,例2 長為 1 m 的棒靜止地放在 平面內，在 系的觀察者測得此棒與 軸成 角，試問從 S 系的觀察者來看，此棒的長度以及棒與 Ox 軸的夾角是多少？設 系相對 S 系的運動速度 .,解 在 系,13,在 S 系,14,三 時間的延緩(動鐘變慢),15,發(fā)射光信號,接受光信號,時間間隔,系同一地點 B 發(fā)生兩事件,16,在 S 系中觀測兩事件,17,固有時間 ：同一地點發(fā)生的兩事件的時間間隔 .,時間延緩 ：運動的鐘走得慢 .,18,3 時， .,1 時間延緩是一種相對效應 .,2 時間的流逝不是絕對的，運動將改變時間的進程.（例如新陳代謝、放射性的衰變、壽命等 ）,19,狹義相對論的時空觀(1) 兩個事件在不同的慣性系看來，它們的空間關系是相對的，時間關系也是相對的，只有將空間和時間聯(lián)系在一起才有意義.(2)時—空不互相獨立，而是不可分割的整體.(3)光速 C 是建立不同慣性系間時空變換的紐帶.,20,例3 設想一光子火箭以 速率相對地球作直線運動 ，火箭上宇航員的計時器記錄他觀測星云用去 10 min , 則地球上的觀察者測此事用去多少時間 ？,運動的鐘似乎走慢了.,解 設火箭為 系、地球為 S 系,21,本章目錄,,14-0 教學基本要求,14-1 伽利略變換式 牛頓的絕對時空觀,14-2 邁克耳孫-莫雷實驗,14-3 狹義相對論的基本原理 洛倫茲變換式,14-4 狹義相對論的時空觀,選擇進入下一節(jié)：,14-6 相對論性動量和能量,END,22,