高中物理相对论系列之2：时间和空间的相对性2(饶建刚).pptVIP

* 孝感高中 饶建刚 2014年3月 设有如下实验： y y x x A B M v O 在 S 系中观察： 光到达A和光到达B 这两事件不同时发生！！ 光到达A和光到达 B这两事件同时发生。 在 S系中观察： 可见，两物理事件是否同时发生,不是绝对的,而是依赖于参考系的选择,即必须相对于某参考系而言，也就是说，是相对的。这就是同时性的相对性。 对不同参考系, 同样两事件之间的时间间隔不同。 即：时间的度量是相对的,并且与相对运动速度有关。 相对论效应之一：同时性的相对性 　　相对论认为，从对于发生事件的地点做相对运动的坐标系中所测得的时间要比从相对静止的坐标系中所测得的时间来得长：若在K系中某处发生的事件经历的时间为Δt，则从相对K系以v匀速运动的K′系中测得该事件经历的时间 * 分别从两个惯性系S和S’测量时间间隔， 设S’中两事件发生在同一地点：即 S’系中测得两事件的时间间隔为： S系中测得事件经历的时间为： S’中： S中： 动时膨胀（“动钟变慢”） 静时 动时 动时＞静时 动时=静时的γ倍, * 例题 一短跑选手，在地球上以10s时间跑完100m ,在飞行速度为0.98c的飞船中的观察者看来，这个选手跑了多长时间和多长距离（设飞船沿跑道的竞跑方向飞行）？ 解： 根据动时延缓和动长收缩效应有： 以上解答对吗？为什么？ * 例题 一短跑选手，在地球上以10s时间跑完100m ,在飞行速度为0.98c的飞船中的观察者看来，这个选手跑了多长时间和多长距离（设飞船沿跑道的竞跑方向飞行）？ 正确解答为：设地面为S系，飞船为S’系，由洛仑兹变换得： 不能直接用动时延缓和动长收缩公式!!!??? 不是静止时间!!! 不是运动长度!!! 间隔时间Δt 事件A——闪光从下发出 事件B——闪光回到原处 事件发生在以速度v运动的车厢里 间隔时间 0.6c 羊的寿命12个月 猪的寿命15个月 猪的寿命12个月 羊的寿命15个月 假设:小因和小爱同时出生,他们的寿命都 有80年,他们毕生都以0.745c的速度相对运动. ◎当 小爱看到自己是60岁时,他看到小因是多少(小爱)岁? ◎当 小因看到自己是45岁时,他看到小爱是多少(小因)岁? ◎ 小爱的孙子观察到小爱活了多少岁? ◎ 小爱的孙子观察到小因活了多少岁? ◎小因的孙子观察到小因活了多少岁? ◎小因的孙子观察到小爱活了多少岁? 假设:小因和小爱同时出生在地球,小因乘飞船以0.745c的速度做太空旅行. ◎ 小爱观察到小因的一年相当于自己的多少年? ◎ 小爱观察到小因旅行用了60年,小因回到地球时,小爱大 了 岁;小爱观察到小因大了 岁?小因观察 到自己大了 岁;小爱大了 岁? 假设你的母亲30岁时以0.999C离开地球到26光年远的织女星呆了3年返回,你母亲离开时你5岁. ◎ 你母亲回来时你将是多少岁? ◎ 你母亲在旅途中老了多少岁? ◎ 你母亲回来时年龄多少岁? ◎ 你能在自己的一生中完成到离地球200光年的遥远星球的往返旅行吗? ◎ 你母亲能在你出生后离开地球并在你出生前回到地球吗? μ子是静止时的寿命为Δt=2.2×10-6s.据报道，在一次高能加速器实验中， μ子的运动速度为v=0.9966c，则它从产生到湮灭的一生所通过的路程为 A. 约660m B.约800m C.约6600m D. 约8000m 示例 对μ子所在参照系, μ子通过的路程是 在实验参照系中， 测得μ子的寿命为 μ子一生所通过的路程为 在教师的参照系里,“你们的时间”是老师在自己参考系里观察的“静止的钟”的时间： 在学生的参照系里,“你们的时间”是学生观察教师参考系“运动的钟”，故 教师给了学生50 min（按教师的手表）准备回答问题．设教师和学生做相对运动，其速度为0.98c．当教师对学生说“你们的时间到了”时，学生认为教师的表过了多长时间？ 相对于两极，赤道以每日2πR的速度匀速运动，如果赤道那只钟测得时间过了Δt=50亿年，则两极上的钟指示的岁月流逝 爱因斯坦在他1905年创立狭义相对论的论文中说：“一个在地球赤道上的钟，比起放在两极的一只性能上完全相同的钟来，在别的条件相同的情况下，它要走得慢”．地球从形成到现在约50亿年，假定地球形成时