《相对论时空观》PPT课件

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1、§3.4狭义对论的时空观1、“同时”的定义这就是用光前进的路程来测量时间，而这样定义的理由就是光速不变，这样的定义适用于一切惯性系。设A、B两处发生两个事件，在事件发生的同时，发出两光信号，若在A、B的中心点同时收到两光信号，则A、B两事件是同时发生的。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.时空均匀光速不变同时性的相对性1.在S’系中不同地点同时发生的两事件，由结论：在S系中这两个事件不是同时发生的。一、“同时”性的相对性同时不同地事件2系(车厢参考系)S系(地面参考系)

2、事件1结论：沿两个惯性系运动方向，不同地点发生的两个事件，在其中一个惯性系中是同时的，在另一惯性系中观察则不同时，所以同时具有相对意义；只有在同一地点，同一时刻发生的两个事件，在其他惯性系中观察也是同时的.在S系此结果反之亦然.注意2.在S’系中同时同地发生的两事件3.明确几点①同时性具有相对意义。③有因果关系的事件，因果关系不因坐标系变化而改变。当时，②当v<

3、枪鸟死在S中：时序:两个事件发生的时间顺序。子弹v在S’中：在S’中例.（1）某惯性系中一观察者，测得两事件同时刻、同地点发生，则在其它惯性系中，它们不同时发生。（3）在某惯性系中同时、不同地发生的两件事，在其它惯性系中必不同时发生。（2）在惯性系中同时刻、不同地点发生的两件事，在其它惯性系中必同时发生。正确的说法是：(A)(1).(3)(B)(1).(2).(3)(C)(3)(D)(2).(3)[C]二、长度收缩假设尺子和S’系以v向右运动，在S系中同时测量运动的尺子的两端由有S’系中测量相对静止的尺子

4、长度为)('xxDgD=l0称为固有长度，即相对物体静止的参照系所测量的长度。l称为相对论长度，即相对物体运动的参照系所测量的长度。固有长度最长！结论长度具有相对意义讨论1长度收缩只出现在运动方向.l

5、钟）时间后，被尾部的接收器收到，则由此可知飞船的固有长度为[A]例2.一固有长度为L0=90m的飞船，沿船长方向相对地球以v=0.80c的速度在一观测站的上空飞过，该站测得飞船长度及船身通过观测站的时间间隔各是多少？.解：观测站测船身长三、时钟延缓1.运动的时钟变慢在S’系同一地点x’处有一静止时钟记录在该处前后发生的两个事件的时间间隔为：..如在飞船上的钟测得一人吸烟用了5分钟。固有时间在S系测得两事件时间间隔为：在S系中观察S’系中的时钟变慢了----运动的时钟变慢。..固有时间最短！即2.明确几点②

6、运动时钟的变慢完全是相对论的时空效应，与钟的具体结构和其他外界因素无关。①静止的时钟走的最快。固有时间最短。③低速空间相对论效应可忽略。④时钟变慢是相对的，相对本惯性系运动的时钟变慢。⑤运动时钟变慢在粒子物理学中有大量的实验证明。a..慢慢..时钟变慢是相对的双生子佯谬（1）小明与小建是一对年满20岁的孪生子（2）小建去做星际旅行小明留在地球上（3）小建以0.99c的速率在太空中遨游（4）10年后，小建返回地球与小明相会则小明用地球上的钟记录小建飞行的时间为这就是说，当小建乘宇宙飞船返回地球时是30岁，而

7、小明已是90岁的老人了！如果小建用飞船上的钟测得，他已度过10年即可以这样求吗？狭义相对论时钟变慢的理论，只有在两个参考系都是惯性系时才成立。需要说明的是：1966年，真的做了一次双生子旅游实验，用来判断到底那个寿命长，同时也一劳永逸地结束了纯理论的争论。不过旅游的不是人，仍然是μ子。旅途也不在天外，而是一个直径大约为十四米的圆环。μ子从一点出发沿着圆形轨道运动再回到出发点，这同乙的旅行方式是一样的。实验的结果是，旅行后的μ子的确比未经旅行的同类年轻了（从它的衰变角度研究）。时间的流逝不是绝对的，运动将改

8、变时间的进程.（例如新陈代谢、放射性的衰变、寿命等）例1.观测者甲和乙分别静止在两个惯性参照系K和K’中，甲测得在同一地点发生的两个事件间隔为4s，而乙测得这两个事件的时间间隔为5s，求：K’相对于K的运动速度.解:因两个事件在K系中同一地点发生,则根据时钟变慢公式,有Dt0=4s，Dt=5s。解得例2一个在实验室中以0.6c运动的粒子，飞行3m后衰变。问：实验室测得这粒子寿命是多少？一个与粒子一起运动的观察者测得粒子寿命为多