第10章相对论第2讲.pptVIP

*S’系：棒的长度为l′（静止长度）S系中：棒的长度?t是S系中棒的两端B′和A′相继通过S系中同一点x1两事件的时间间隔S′系中认为x1点相继通过B′和A′，哪一个是原时?第24页，共46页，星期日，2025年，2月5日*讨论1、时间膨胀、长度缩短都是相对效应。2、当速度远远小于c时，两个惯性系结果相同。定义：物体相对参照系静止时,测得物体的长度为原长。原长最长相对论效应之三：运动的尺度缩短效应S’系：棒的长度为l′（静止长度）S系中：棒的长度第25页，共46页，星期日，2025年，2月5日*例3.S系与S系是坐标轴相互平行的两个惯性系，S系相对S系沿X轴正向匀速运动。一根刚性尺静止在S系中与X轴成30o角，今在S系中观察得该尺与X轴成45o角，则S系相对S系的速度是多少？解：在S系：在S系：yyxvox第26页，共46页，星期日，2025年，2月5日*例4.5.000000000m长的宇宙飞船，以v=9?103m/s相对地面飞行,在地面上测其长度为：当vC又回到牛顿时空观。=4.999999998m第27页，共46页，星期日，2025年，2月5日*四、时钟延缓、长度收缩与时钟同步的相互关系S系的观点：、两事件同时发生S系：S’系：静止不动原长？第28页，共46页，星期日，2025年，2月5日*S’系的观点：发生时，上的钟指示为零；先发生，后发生；则发生时，上的钟指示还不到零；在系中测量A、B两点之间的距离为为在系中测量的、之间的长度第29页，共46页，星期日，2025年，2月5日*第30页，共46页，星期日，2025年，2月5日*当点经过端时，点到端的距离为当点经过端时刻之后，在经过一段时间，点才经过端系中观察者的观点是坐标时第31页，共46页，星期日，2025年，2月5日*在处的同一只钟测量的点和相继经过点所需时间则是原时系中观察者的观点当时当时S中认为同步的两只钟A和B，在S’系来看是没有对准的第32页，共46页，星期日，2025年，2月5日*光速不变原理得到结论同时性的相对性运动的时钟变慢运动的尺子缩短爱因斯坦时空观小结1.牛顿时空观在高速运动领域不成立2.爱因斯坦相对性原理3.光速不变原理4.由光速不变原理得出的有关结论原时最短原长最长第33页，共46页，星期日，2025年，2月5日第1页，共46页，星期日，2025年，2月5日*爱因斯坦:Einstein提出所有的参考系平权：惯性系，非惯性系平权一切物理规律在任何参照系中形式相同牛顿:力学规律在任何惯性系中形式相同一切物理规律在任何惯性系中形式相同牛顿的相对性原理狭义相对性原理广义相对性原理相对性原理第2页，共46页，星期日，2025年，2月5日*1、伽里略变换Z?O?XX?Y?YZO2、经典时空观同时性的绝对性时间测量的绝对性长度测量的绝对性§10.1牛顿时空观和伽利略变换回顾第3页，共46页，星期日，2025年，2月5日*§10.2狭义相对论的实验背景可能原因：1.麦氏方程不是电磁学的基本定律；2.相对性原理只适用于力学定律；3.伽利略变换不对问题一：麦克斯韦方程不服从伽里略变换往返光速与空间的方位无关地球与绝对参照系无差别无绝对参照系问题二：迈克耳孙－莫雷实验第4页，共46页，星期日，2025年，2月5日*相对性原理：所有惯性系都是平权的，在它们之中所有的物理规律都一样。光速不变原理：在所有的惯性系中测量到的真空光速都是一样的。一、爱因斯坦的基本假设§10.3狭义相对论的基本假设二、时间是值得怀疑的同时性的相对性时钟的同步问题P’P