大学物理6狭义相对论基础教程.pptVIP

上式表明：质点以速率 运动时所具有的能量 ，与质点静止时所具有的能量 之差，等于质点的相对论动能 在 的条件下： 2、相对论总能量 质能关系式 说明： （1） 物体处于静止状态时，物体也蕴涵着相当可观的静能量。 （2） 相对论中的质量不仅是惯性的量度，而且还是总能量的量度。 （3） 如果一个系统的质量发生变化，能量必有相应的变化 （4） 对一个孤立系统而言，总能量守恒，总质量也守恒 三、动量与能量的关系 在相对论中： 由以上两式消去 可得： E 对于以光速运动的物体： 光子： 例：m0为电子的静质量，求（1）电子的静能是多少电子伏特；（2） 从静止开始加速到0.60C的速度需作的功； 解：（1）电子的静能为： （ m0 = 9.1 ×10-31 kg） （2）加速到0.60C时的电子的能量为： 需要作的功为： 例1、狭义相对论确认，时间和空间的测量值都是 ，它们与观察者的 密切相关。 相对的 运动 例2、质子在加速器中被加速，当其动能为静止能量的4倍时，其质量为静止质量的多少倍？[ ] （A）5倍 ； （B）6倍 ； （C）4倍 ； （D）8倍 。 A 例3、 边长为a的正方形薄板静止于惯性系K的XOY平面内，且两边分别与 X、Y轴平行。今有惯性系K’以0.8c（c为真空中光速）的速度相对于K系沿X轴作匀速直线运动，则从K’系测得薄板的面积为：[ ] （A）a2 ； （B）0.6a2 ； （C）0.8a2 ； （D）a2 / 0.6 。 B 例4、静止时边长为50 cm 的立方体，当它沿着与它的一个棱边平行 的方向相对于地面以匀速度 2.4×108 m/s 运动时，在地面上测得它的体积是多少？ 解： 例5、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）V=（1/2）c 。 （B）V=（3/5）c 。 （C）V=（4/5）c 。 （D）V=（9/10）c 。 （其中 c表示光速） C 例 6、关于同时性有人提出以下一些结论，其中哪个是正确的？ [ ] （A）在一惯性系同时发生的两个事件，在另一惯性系一定不同时发生。 （B）在一惯性系不同地点同时发生的两个事件，在另一惯性系一定同时发生。 （C）在一惯性系同一地点同时发生的两个事件，在另一惯性系一定同时发生。 （D）在一惯性系不同地点不同时发生的两个事件，在另一惯性系一定不同时发生。 C （不一定） （没说地点，不能确定） 不 （不能确定） 例7、一个电子运动速度 v = 0.99 c ，（电子的静止能量为0.51 Mev）它的动能是：[ ] （A）3.5Mev （B）4.0Mev （C）3.1Mev （D）2.5Mev C 例8、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信号，经过?t（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）c ?t （B）v ?t （C）c ?t （D）c ?t / A 例9、?+介子是不稳定的粒子，在它自己的参照系中测得平均寿命是 2.6×10-8 s ，如果它相对实验室以0.8c（c为真空中光速）的速度运动，那么实验室坐标系中测得?+介子的寿命是多少？ 解： 例10、一火箭的固有长度为L，相对于地面作匀速直线运动的速度为v1 ，火箭上有一个人从火箭的后端向火箭的前端上的一个靶子发射一颗相对于火箭的速度为v2 的子弹。在火箭上测得子从射出到击中靶的时间间隔是多少？ 解：因为是在同一坐标系中研究所以 若在地面上测又如何？ 解：因是在不同地点、不同时刻发生的两件事，由洛仑兹变换得： 例1、一飞船以u=9×103m/s的速率相对与地面匀速飞行。飞船上的钟走了5s,地面上的钟经过了多少时间？ 解： 飞船的时间膨胀效应实际上很难测出 例1、原长为5m的飞船以u＝9×103m/s的速率相对于地面匀速飞行时，从地面上测量，它的长度是多少？ 解： 差别很难测出。 原长最长 讨论 1) 相对效应 2) 纵向效应 3) 在低速下 ? 伽利略变换 4) 同时性的相对性的直接结果 在两个作相对运动的惯性系中，速度之间的变换遵从洛仑兹速度变换法则。