《狭义相对论第二次》PPT课件

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1、1狭义相对论基础第十七章大学物理学电子教案石家庄铁道学院217-1伽俐略变换式经典力学时空观17-2迈克尔逊－莫雷实验17-3狭义相对论的基本假设洛伦兹变换17-4狭义相对论时空观17-5狭义相对论动力学基础本章内容3狭义相对论的基本原理1.狭义相对性原理物理定律在所有的惯性系中都有相同的数学形式。2.光速不变原理在所有惯性系中，真空中的光速都恒为c。洛仑兹变换复习上讲主要内容4不同惯性系中观察者时空观念的关联注意：系系事件事件空间间隔事件时间间隔变换56一同时的相对性17-4狭义相对论的时空观设两事件在系中和处同时发生即，那么在系中该事件是否同时发生？7由洛伦

2、兹变换看同时性的相对性事件1事件2两事件同时发生？同时的相对性8同时不同地可见：在系中不同地点同时发生的两个事件，在系中观测并不同时——同时性的相对性由洛伦兹变换此结果反之亦然.注意9在S系结论：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一定也是同时的.在系同时、同地发生的两事件10例1：在惯性系S中，观察到两个事件同时发生在x轴上，其间距是1m，而在S'系中观察这两事件之间的距离是2m。试求：S'系中这两事件的时间间隔。解：S系中t=0，x=1m。11122、长度的收缩LengthContraction)在系中，必须在同一时刻（）测出棒两端的坐

3、标和，由洛伦兹变换系中，沿轴放置一细棒,其静止（固有）长度，则在系中测得其长度为多少？固有长度：物体相对静止时所测得的长度.（最长）固有长度(原长）Δt=013（3）长度收缩是一种相对效应,此结果反之亦然.注意（1）运动物体长度的测量，必须同时测量物体的两端有人选用()错在哪里？（2）长度收缩发生在相对运动的方向上(4)当即时.1415思考：哪个长度为原长？练习：一列高速火车以速率u驶过车站，站台上的观察者甲观察到固定于站台、相距1m的两只机械手在车厢上同时划出两个痕迹，求车厢上的观察者乙测出两个痕迹间的距离为多少？站台系：动系，两端同时测非原长车厢系：静系，为

4、原长甲乙16例2、原长为10m的飞船以u＝3×103m/s的速率相对于地面匀速飞行时，从地面上测量，它的长度是多少？解：长度收缩效应只有当相对运动速度很大时才很明显差别很难测出。17例3、一米尺沿长度方向以0.8c速度相对于某观察者运动,求米尺始末端通过观察者的时间间隔.解：观察者看尺速为u=0.8c尺长缩短秒18例题4、在系中有一米尺，按图放置，求在系中测得尺的长度和方位(已知)解：米尺在系中沿和轴上分量沿运动方向有长度收缩效应，系中测得19由洛伦兹变换式得设在系中一只静止的钟，在同一地点()纪录两事件的时间间隔（固有时间），则在系中记录的时间间隔为多少？三时

5、间膨胀(TimeDilation)固有时间：同一地点发生的两事件的时间间隔.τ0为固有时间（原时）在一切时间测量中，原时最短！Δx’=0201)从相对事件发生地运动的参考系中测量出的时间总比原时长（时间膨胀）2)每个参考系中的观测者都会认为相对自己运动的钟比自己的钟走得慢（动钟变慢，时间延缓了）21a..慢慢..无论在哪个参照系观察，总觉得别的参照系的钟走得慢22•孪生子效应（孪生子佯谬,TimeDilation）简介究竟谁年轻？1具有加速度，超出了狭义相对论的理论范围。21971年的铯原子钟实验。比静止在地面上的钟慢59纳秒。相对于惯性系转速越大的钟走得越慢—

6、—与孪生子效应一致。亮亮以u=0.9998c的速度取旅行亮亮明明均为20岁亮亮21岁明明70岁亮亮归来时231971年，美国空军用两组CS（铯）原子钟绕地球一周，得到运动钟变慢：20310ns，而理论值为：18423ns，在误差范围内二者相符。24实验验证1)子衰变：宇宙射线和大气相互作用时能产生介子衰变，在大气上层放出子。这些子的速度约为0.998c，如果在实验中测得静止子的寿命为2.210-6s，试问:在8000m高空由介子衰变放出的子能否飞到地面？解：按照经典理论，子飞行的距离为显然，子不能飞到地面。按照相对论理论，应该如何计算？25按照

7、相对论理论，地面参考系测得的子的寿命应为：在地面参考系看来，子的飞行距离为可见，子可以飞到地面。测量结果：到达地面的子流为　　　　，验证了相对论时间膨胀效应。263）时，.1）时间膨胀是一种相对论效应。相对事件发生静止的参照系测得的时间间隔为固有时间（原时），原时最短，与它做相对运动的参照系测得的时间为原时的γ倍；2）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）；注意回到日常生活中，时间间隔成了不变量。27例5、在某惯性系中,两事件的空间间隔解：相对事件为静止的惯性系测得的时间间隔为固有时间.设为S’系,S’系的速度为u时间间

8、隔Δt=2s,求两事件的