狭义相对论的时空观.ppt

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1、上一讲洛伦兹坐标变换式正变换逆变换时，洛伦兹变换伽利略变换。一同时的相对性事件1：车厢后壁接收器接收到光信号.事件2：车厢前壁接收器接收到光信号.事件2系(车厢参考系)S系(地面参考系)事件1实例分析：爱因斯坦列车思考前面动画中，为什么在地面参照系观察的结果是不同时的？在什么情况下在两个参照系中才是同时的？例题在惯性系S中，有两个事件A、B同时发生在X轴上相距1000m的两地。从相对于S系沿X-X轴正向作匀速运动的S系中观测，事件A和事件B不是同时发生的，时间间隔为5.7710-6秒。求S系观测这两个事件的空间间隔是多少？哪一个事件先发生？“爱因斯坦列车”车头车尾雷电雷电看到：雷电同时

2、击中车头和车尾。若则看到：雷电先击中车头还是车尾。讨论运动的钟走得慢二时间的延缓推导B小车地面系同一地点B发生两事件在S系中观测两事件发射一光信号接受一光信号时间间隔B∵∴结论原时最短时，.时间延缓是一种相对效应.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.）注意宇宙射线和大气相互作用时能产生π介子衰变，在大气上层放出μ子。这些μ子的速度约为0.998c，如果在实验室中测得静止μ子的寿命为。试问，在8000m高空由π介子衰变放出的μ子能否飞到地面？实验验证1：HafeleandKeating在1971年把两个铯原子钟分别放在两架分别向东（钟B）和西飞（钟C

3、）的商务客机上，并对比放在美国海军天文台（钟A）的时钟。实验验证2：结果：钟B慢于A慢于C59ns273ns科学幻想：人类乘接近光速的光子火箭作星际旅行盈盈一水间，脉脉不得语。天阶夜色凉如水，坐看牵牛织女星。—秋夕(杜牧）例2设想有一光子火箭以速率相对地球作直线运动，若火箭上宇航员的计时器记录他观测星云用去10min,则地球上的观察者测得此事用去多少时间？运动的钟似乎走慢了.解:设火箭为系、地球为S系双生子佯谬（法国物理学家P．朗之万）爱因斯坦曾经预言：两个校准好的钟，当一个沿闭合路线运动返回原地时，它记录的时间比原地不动的钟会慢一些。这已被高精度的铯原子钟超音速环球飞行实验所证实。相对论预言

4、慢(184±23)×10-9s实测慢(203±10)×10-9s棒静止于S系在S系观察二长度的收缩当时.长度收缩是一种相对效应,此结果反之亦然.注意原尺最长在S系观察结论设想有一光子火箭，相对于地球以速率飞行，若以火箭为参考系测得火箭长度为15m，问以地球为参考系，此火箭有多长？火箭参照系地面参照系解：固有长度例题=0.6c系中一等腰直角三角形边长的固有长度如图所示问：观察到的是怎样的图形？讨论狭义相对论的时空观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.时—空不互相独立，而是不可分割的整体.光速C是建立不同惯性系间时空变换的纽

5、带.作业：1.自编联系册下的练习十六（下次课交）；2.应用洛伦兹变换导出长度收缩、时间膨胀的结果。