华中科技大学物理教程狭义相对论课件.pptVIP

* * S’系中 t’ 时刻 S’系中 t’＋?t’ 时刻 * * S系测定的长度： S’系测定的长度： （原时） （原时） * * 长度收缩因子 原长最长 定义：观察者与被测物体相对静止时的测量 结果称为原长 L0。 长度收缩效应 * * 例6-19两飞船在自己的静止参照系中测得各自的长度均为L0=100m，飞船甲上的仪器测得飞船甲的前端驶完船乙的全长需要 求两飞船的相对速度的大小。 S 甲 S’ 乙 解：取甲为S系,乙为S’系 1)S系：船乙的全长 * * 2) S’系： 例6-19两飞船在自己的静止参照系中测得各自的长度均为L0=100m，飞船甲上的仪器测得飞船甲的前端驶完船乙的全长需要 求两飞船的相对速度的大小。 S 甲 S’ 乙 解：取甲为S系,乙为S’系 1)S系： * * 一宇航员要到离地球为５光年的星球去旅行．如果宇航员希望把这路程缩短为３光年，则他所乘的火箭相对于地球的速度应是： （Ａ）u＝(1／2)ｃ （Ｂ）u＝(3／5)ｃ． （Ｃ）u＝(4／5)ｃ．（Ｄ）u＝( 9／10)ｃ．（ｃ表示真空中光速） ［ ］ Ｃ 例 3 5 s’ * * 例 实验室测得π介子速度是 并测得其在衰变前通过的平均距离l=52m。π介子静止时的平均寿命是? 解： 以π介子为参考系，实验室速度是 l=52m 固定在实验室参考系，是原长。 π介子为参考系测量的此距离应为 实验室飞过这段距离所用时间为 π介子静止时的平均寿命 * * 同时性的相对性 在一个惯性系中同时发生的事件，在其它惯性参照系中不一定是同时发生的。 时间膨胀 为原时 长度收缩 L 为原长 光速不变原理 狭义相对论基本假设：相对性原理 爱因斯坦时空观 * * S系观察者： S’系观察者： 6.4 洛仑兹变换 * * S系观察者： S’系观察者： * * S系观察者： S’系观察者： * * 洛仑兹变换 已知S系的结果，可得S’系的结果 * * 一、原时问题 ：S系中的原时 原时 利用洛仑兹变换得到长度收缩和时间延缓的结论。 * * 如果S’系中的时间间隔是原时 在S系中的观点看是既不同时也不同地发生两事件。 原时 原时 * * 原时 如果S’系中的时间间隔是原时,用洛仑兹反变换: * * 二、同时性的相对性 S系中,不同地点同时发生两事件A, B S’系中,两事件A,B不同时发生 S’系中, 两事件A,B同时发生 S系中,同地点同时发生两事件A,B * * 讨论： 在S系中： 反号，表示在两个坐标系中观察两个事件发生的次序颠倒，事件的因果关系如何？ A先B后 B先A后 * * 信号的传播速度不可能超过光的速度 时间间隔同号！ 两个事件有因果关系，在两个坐标系中观察两个事件发生的次序不会颠倒。 如果两个事件有因果关系，本质上是是事件一的“信号”传播到另一个位置而发生事件二。 * * 爱因斯坦时空观 洛仑兹坐标变换： ? 与 时空坐标 伽利略变换 ? 备忘 * * 例 一列高速火车以速度 u驶过车站时，固定在站台上的两只机械手在车厢上同时划出两个痕迹。静止在站台上的观察者同时测出两痕迹之间的距离为１m，则车厢上的观察者应测出这两个痕迹之间的距离为 __________________________________． 原长 * * 例：一宇宙飞船相对地面以0.8C的速度飞行。一光脉从船尾到船头，飞船上的观察者测得飞船长度为90m，地球上的观察者这一过程的空间间隔。 S’ S 两事件：光发出与光接收 S系：空间间隔 S’系：空间间隔 时间间隔 * * 例北京和武汉直线相距1100 km，在某时刻从两地同时各开出一列火车。现有一艘飞船从北京到武汉的方向在高空掠过，速率恒为u=9km/s。求宇航员测得的两列火车开出时刻的间隔，那一列先开出？ 解: 北京 武汉 地面为S系 飞船为S’系 已知S系中 ： 求S’系中的时间间隔 * * 北京 武汉 求S’系中的时间间隔 由洛仑兹变换可知 武汉早发车 * * 解：取车站为S系，车为S’系 两事件：A, B开枪 S系测得A、B开枪的时间差为： 列车原长为: S S’ 例6-8 一高速列车以0.6c的速率沿平直轨道运动，车上A、B两人相距：l=10m。站台上观察者看到A先向B开枪，过12.5ns，B向A开枪。问车上观察者看到谁先开枪? * * 6-8 解：取车站为S系，车为S’系 两事件：A, B开枪 求 ? 列车原长 S S’ 事件A, 事件B的空间间隔 ? * * S S’ * * 6.5 相