大学物理学 施建青版 上册 上课课件 3-2 狭义相对论的时空观.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三章 相对论,3-2 狭义相对论的时空观,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.,同时不同地,事件,2,系(车厢参考系),S,系(地面参考系),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,在 系,同时同地,发生的两事件,此结果反之亦然.,注意,讨论,时序问题。在,S,系中事件,1,比事件,2,先发生，即,，根据变换,在,S,系中观测到的先后顺序分三种情况：,1,）若 ，即 ，则,在,S,系中观测到的这两个事件的时序不变,2,）若 ，即 ，则,在,S,系中观测到的这两个事件的同时发生,3,）若 ，即 ，则,在,S,系中观测到的这两个事件的时序颠倒,注意,时序颠倒的情况只可能发生在两事件彼此之间是没有因果关系的非关联事件下。在任何参考系中，关联事件的时序是不会倒置的，狭义相对论是不违背因果律的。,长度的测量,固有长度,:,当待测物相对于观测者静止,一个物体的长度是所测得的物体,两个端点位置之间的距离,.,这个长度称为固有长度,运动物体的长度测量,:,当待测物相对于观测者运动,一个物体的长度就必须是,同时记录,下来的物体两个端点位置之间的距离,.,二 长度的收缩,标尺相对 系静止,在,S,系中测量,测量为两个事件,要求,在 系中测量,固有,长度,当,时 .,固有,长度：物体相对静止时所测得的长度.（,最长,）,洛伦兹收缩:,运动,物体在运动方向上长度,收缩.,长度收缩是一种,相对,效应,此结果反之亦然.,注意,例1,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,15,m,，,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,在,S,系,例2,一长为,1,m,的棒,静止地放在 平面内，在,系的观察者测得此棒与 轴成 角，试问从,S,系的观察者来看，此棒的长度以及棒与,Ox,轴的夹角是多少？设想 系相对,S,系的运动速度 .,解：,在,系,运 动 的 钟 走 得 慢,三 时间的延缓,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,固有,时间：,同一,地点发生的,两,事件的时间间隔.,时间延缓：,运动,的钟走得,慢,.,固有时间,狭义相对论的时空观,1）,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.,2）,时空不互相独立，而是不可分割的整体.,3）,光速,C,是建立不同惯性系间时空变换的纽带.,3）,时，,.,1）,时间延缓是一种相对效应.,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,例3,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,10,min,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,