4-1狭义相对论的基本原理-2.pptVIP

结论： (1).当 　 　　 时，　　　。表明：在K’系中同时，但不 同地发生的两个事件，在相对运动的惯性参考系中不一定是 同时发生的两个事件 (2).当　　　　　　　或　　　　　时，一定有：　　　表明： 在K’系中不同时，不同地发生的两个事件，在相对运动的惯性 参考系K中不一定不是同时发生的两个事件 (3).当 　　　　 时，　　　。表明：在K’系中同时，同地发 生的两个事件，在相对运动的惯性参考系中一定是同时发生的 两个事件 (4).由相对论光速不变原理，自然界中光速最快，于是 即： 与 同号 表明：如果在一个参考系中一事件先于另一事件，那么，在任何别的惯性参考系中都是一事件先于另一事件发生。先后次序不会颠倒。或者，因果关系不会颠倒。时间不会倒流。 结论 ：在一个惯性系中，不同地点、同时发生的两个事件， 在另一惯性系中观察则不一定同时，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 . 即：有因果关系的事件（关连事件）,时间次序不会颠倒 事件2 子弹 u 事件1 开枪 鸟死 例、地球上, 在甲地x1处 时刻t1 出生一小孩 小甲 在乙地x2处 时刻t2 出生一小孩 小乙 两小孩的出生完全是两独立事件。 甲 乙 · · x1 x2 S ·若甲乙两地相距 x2 - x1 = 3000千米 t2 - t1 = 0.006秒,即甲先乙后 甲---哥, 乙---弟 ·飞船上看, ★若v = 0.6c, 可得t ?2 - t ?1 =0, 甲乙同时出生不分哥弟 ★若v= 0.8c可得t ?2 - t ?1 0,甲后乙先 甲---弟乙---哥 （5）、无因果关系的事件无所谓谁先谁后。顺序可能颠倒 运 动 的 钟 走 得 慢 二. 时间收缩－运动的时钟变慢（Time dilation ） 二. 时间收缩－运动的时钟变慢（Time dilation ） 研究的问题是 O 处的闪光光源发出一光信号 事件1 事件2 O 处的接收器接收到该光信号 在K,K 系中，两事件发生的时间间隔之间的关系 在K 系的 O 处放置一闪光光源和一信号接收器，在竖直方向距离 O 点 h 的位置处放置一平面反射镜 M K O M K O 即 原时: 在某惯性系中，同一地点先后发生的两个事件之间的时间间隔 (原时或固有时) 设 t = t = 0 时刻，O 处的闪光光源发出一光信号 K O M K’ O M K’ O M O S O K O M 记： 在K中的时间间隔： 也可以直接利用洛伦兹变换证明： 在不同惯性系中测量给定两事件之间的时间间隔，测得的结果以原时最短。 运动时钟走的速率比静止时钟走的速率要慢(时间膨胀)。 (3) 时间延缓效应是相对的。 (4) 运动时钟变慢效应是时间本身的客观特征。 (5) 时间延缓效应显著与否决定于 ? 因子。 (2) 时间延缓效应 在 K 系中测得发生在同一地点的两个事件之间的时间间隔 ?t，在 K 系中观测者看来，这两个事件为异地事件，其之间的时间间隔 ?t 总是比 ?t 要大。 讨论 (1) 当v c 时， * （6）孪生子佯谬和孪生子效应 1961年，美国斯坦福大学的海尔弗利克在分析大量实验数据的基础上提出，寿命可以用细胞分裂的次数乘以分裂的周期来推算。对于人来说细胞分裂的次数大约为50次，而分裂的周期大约是2.4年，照此计算，人的寿命应为120岁。因此，用细胞分裂的周期可以代表生命过程的节奏。 设想有一对孪生兄弟，哥哥告别弟弟乘宇宙飞船去太空旅行。在各自的参考系中，哥哥和弟弟的细胞分裂周期都是2.4年。但由于时间延缓效应，在地球上的弟弟看来，飞船上的哥哥的细胞分裂周期要比2.4年长，他认为哥哥比自己年轻。而飞船上的哥哥认为弟弟的细胞分裂周期也变长，弟弟也比自己年轻。 假如飞船返回地球兄弟相见，到底谁年轻就成了难以回答的问题。 双生子佯谬 twin paradox（时钟佯谬） 一双生子Jim 和 Tim 20岁生日那天，Tim 坐上u=0.9998c的飞船相对于地球作匀速直线运动一去一回整一年，在飞船上一年，在地球上经过50年， 21岁的 Tim 归来时，迎接他的是70岁的 Jim。 又，运动是相对的，可以看成地球运动，飞船不动，结果，地球上一年，在静止的飞船上是50年，21岁的 Jim 迎来的是70岁的 Tim，到底谁年轻？ 这是一个佯谬——似乎是谬论，其实不是相对论有什么毛病，而是不适当地乱用了狭义相对