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* 第四节 相对论中的 同时性、长度和时间 爱因斯坦列车 一、同时概念的相对性 由于光速不变，在S系中不同地点同时发生的两个事件，在S’系中不在是同时的了。 在列车中部一光源发出光信号，在列车中 AB 两个接收器同时收到光信号， 但在地面来看，由于光速不变，A 先收到，B 后收到 。 §4. SR中的同时性长度和时间 / 一、同时概念的相对性 1. 在 S’ 系中不同地点同时发生的两事件， 由 在 S 系中这两个事件不是同时发生的。 §4. SR中的同时性长度和时间 / 一、同时概念的相对性 2. 在 S’ 系中相同地点同时发生的两事件， 由 在 S 系中这两个事件是同时发生的。 §4. SR中的同时性长度和时间 / 一、同时概念的相对性 3.明确几点 ①. 在 S’ 系中不同地点同时发生的两事件，在 S 系中这两个事件不是同时发生的。 ②.在 S’ 系中相同地点同时发生的两事件，在 S 系中这两个事件是同时发生的。 ③.当 vc 时， 低速空间“同时性”与参照系无关。 §4. SR中的同时性长度和时间 / 一、同时概念的相对性 ④.同时性没有绝对意义。 ⑤.有因果关系的事件，因果关系不因坐标系变化而改变。无因果关系的事件无所谓谁先谁后。超光速信号违反因果率。 当 时 §4. SR中的同时性长度和时间 / 一、同时概念的相对性 在S中： 先开枪，后鸟死 是否能发生先鸟死，后开枪？ 由因果律联系的两事件的时序是不会颠倒的 前 事件1 后 事件2 开枪 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 §4. SR中的同时性长度和时间 / 一、同时概念的相对性 播放教学片 CD7 同时的相对性 §4. SR中的同时性长度和时间 / 一、同时概念的相对性 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 ] §4. SR中的同时性长度和时间 / 一、同时概念的相对性 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长度为 §4. SR中的同时性长度和时间 / 二、长度收缩 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。 §4. SR中的同时性长度和时间 / 二、长度收缩 3.明确几点 ①.观察运动的物体其长度要收缩，收缩只出现在运动方向。 ②.同一物体速度不同，测量的长度不同。物体静止时长度测量值最大。 ③.低速空间相对论效应可忽略。 ④.长度收缩是相对的，S系看S’系中的物体收缩，反之，S’系看S系中的物体也收缩。 §4. SR中的同时性长度和时间 / 二、长度收缩 地球上宏观物体最大速度103m/s，比光速小5个数量级，在这样的速度下长度收缩约10-10，故可忽略不计。 §4. SR中的同时性长度和时间 / 二、长度收缩 播放动画 §4. SR中的同时性长度和时间 / 二、长度收缩 播放教学片 CD7 长度收缩 §4. SR中的同时性长度和时间 / 二、长度收缩 例1.宇宙飞船相对于地面以速度 v 作匀速直线飞行，某一时刻飞船头部的宇航员向飞船尾部发出一个光讯号，经过 Dt （飞船上的钟）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 ] §4. SR中的同时性长度和时间 / 二、长度收缩 例2.一固有长度为 L0=90 m的飞船，沿船长方向相对地球以 v =0.80 c 的速度在一观测站的上空飞过，该站测的飞船长度及船身通过观测站的时间间隔各是多少？船中宇航员测前述时间间隔又是多少？ . §4. SR中的同时性长度和时间 / 二、长度收缩 §4. SR中的同时性长度和时间 / 二、长度收缩 三、时钟延缓 1.运动的时钟变慢 在 S’ 系同一地点 x’ 处发生两事件。 S’ 系记录分别为 t1’ 和 t2’。 . . 两事件时间间隔 ?t0 固有时间：相对事件静止的参照系所测量的时间。 如在飞船上的钟测得一人吸烟用了5分钟。 §4. SR中的同时性长度和时间 / 三、时钟延缓 在 S 系测得两事件时间间隔由 在 S 系中观察 S’ 系中的时钟