大学物理第四章1

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1、一、长度的相对性——长度缩短尺相对k´系静止固有长度（静长度）k系测得尺的长度（动长度）oˊzˊyˊxˊoxyz§4－3狭义相对论的时空观同时测量长度缩短公式：结论：长度测量与被测物体相对于观察者的运动有关，物体在运动方向长度缩短了。oˊzˊyˊxˊoxyz第二宇宙速度：v=11.2103m/s数量级为104m在宏观领域，长度缩短可以忽略！说明：（1）动长度总小于静长度，v，l（2）v<

2、于k系匀速运动,在k系测得它与x轴成45º.问(1)k´系相对于k系的运动速度?(2)在k系测得此棒的长度kˊkˊK’系:l’=1mk系与x轴成45º(2)二、“同时”的相对性结论：同时性与参考系有关——同时的相对性结论：在k系同时发生的两事件，在k´系中并不一定同时。设：讨论：（可以）（4）对于两个互不相干时间：对于不同的（5）对于有因果关系的两事件，前后顺序能否颠倒？（不能）oxyz12O’ZˊYˊXˊO’ZˊYˊXˊoxyz12p1(x1,t1)p2(x2,t2)K系中P1’(x1’,t1’)P2’(x2’,t2’)K’系中有因果关系的两事件对于任意参照

3、系来说其先后顺序不会发生变化O’ZˊYˊXˊoxyz12三、时间膨胀问题oxyzO’ZˊYˊXˊABCK系K’系事件1AC相碰事件2BC相碰时间膨胀公式：结论：时间膨胀效应表明了时间间隔只有相对意义，运动的时钟变慢了。在某一惯性系中同一地点先后发生两事件的时间间隔。固有时间：SklSK’l说明：（1）时间膨胀效应具有相对性。若在S系中同一地点先后发生两事件的时间间隔为Δt（称为原时），则同理有（2）当v＜＜c时，有（3）实验已证实：μ子，π介子等基本粒子的衰变，当它们相对实验室静止和高速运动时，其寿命完全不同。就好象时钟变慢了，即看人家的钟慢。历史上令人困惑的“

4、双生子佯谬”甲和乙是一对孪生兄弟，甲在地球，乙乘飞船去太空旅行，当乙回到地球时，问：甲比乙年轻还是乙比甲年轻？乙比甲年轻！广义相对论证明：在非惯性参考系中时间流逝的慢！1971年实验：两只相同的铯原子钟，一只静止在地面，另一只放在飞船上沿赤道向东绕地球一周回到地面，发现飞船上的钟比地面的钟慢59ns！生命在于运动，运动使人年轻！1966年用μ子作了一个类似于双生子旅游的实验，让μ子沿一直径为14米的圆环运动再回到出发点，实验结果表明运动的μ子的确比静止的μ子寿命更长。例、静系中子的平均寿命为=2.210-6秒。速度为v=0.998C的子能否通过的距离为9.

5、5km的大气层。解：按经典力学方法一：按相对论力学（考虑动钟变慢效应）所以可以穿透大气层地面观测不到！方法二（考虑长度缩短效应）所以可以穿透大气层例题：一飞船以0.80c相对于地球作匀速直线运动，宇航员测得飞船长30m，从船尾发射一粒子击中船头的靶子，宇航员测的经历的时间为2.0×10-7s。问在地球的观察者看来，下述量是多大？（1）飞船长（2）粒子发射到中靶所用时间？飞行距离？（3）粒子速度解：（1）飞船长：（2）经历时间飞行距离：（3）粒子速度