大学物理相对论2精ppt课件

时空间隔变换式,(4-J1),(4-J2),四洛伦兹速度变换式（了解）,dy=dy,dz=dz,逆变换：S（S）？,带撇与不带撇互易,“”与“+”互易,正变换：,逆变换：,说明：,1)特殊情况：,uy=0,uz=0,变换式简化为:,或,2)速度变换是指：,同一物体相对两个惯性系的速度间的变换关系。,即：一个研究对象被两个惯性系的观察者研究,“二看一”,而非一个观察者研究两个物体间的相对速度,“一看二”,3)当vc时，0,伽利略速度变换是洛伦兹速度变换在低速时的极限情况。,例3)从地球上发射一飞船A，相对地球的速度为0.6c,之后飞船又发射一小飞船B.飞船B相对A的速度也是0.6c,求飞船B相对地球的速度.,解:,以地球为S系,飞船A为S系,依经典理论:,uB地=uBA+uA地,=0.6c+0.6c=1.2c,依相对论:,u=0.6c,v=0.6c,=0.88c,c,发射光子?,u=c,=c,不可能通过速度变换使物体的速度超过光速！,(14-J2),(14-J4),4.3狭义相对论的时空观,说明：,各系的观察者是相对各系静止的。,观察者使用的直尺、时钟相对所在系都是静止的；好象整个坐标轴都刻好了刻度、到处摆着时钟。,一“同时”的相对性,设在S系中同时发生两事件：,两事件之间无必然联系,A(x1,t),B(x2,t),x1x2,在S系中“同时”吗?,t=t2t1,0,不同时！,结论：,1)在S系同时、异地发生两事件，在S系这两事件一定不同时。,(仅当t=0，x=0，在其它系t=0),反过来?,2)在S系两事件异时、异地，在S系，有可能是同时发生的！,3)当vc时,t=t=0,同时是“绝对”的！,二长度收缩,长度测量的相对性,长度：,同时测量物体两端的空间坐标之差的绝对值。,设一直棒，相对S系静止，沿X、X轴向放置。,S系：,x1x2,l=x2x1,固有长度l0,相对物体静止的观察者所测,x1x2,S系：,l=x2x1,t=0,(4-33),S系中看到棒缩短了。,S系：,x1x2,l=x2x1,固有长度l0,S系：,x1x2,l=x2x1,t=0,在S系中看到棒也缩短了。,尺缩效应是相对的。,若棒相对S系静止？,结论：,若一物体的固有长度为l0,则相对物体运动的惯性系中测得其,长度为。,长度测量具有相对性。,长度收缩效应,(尺缩效应),说明:,1)物体仅沿运动方向长度收缩。,2)当vt0,t0最短，t较长,时间膨胀效应。,动钟变慢,2)时间膨胀效应是相对的。,若在S系中，在某点先后发生两事件，,则x=0，t=t0,在S系中,S系看到S系中的钟慢！,3)当vc,找不到！,例10一艘宇宙飞船船身的固有长度为L0=90m，相对地面以v=0.8c的速度在一观测站上空飞过。求：(1)观测站测得船身通过观测站的时间是多少？(2)宇航员测得船身通过观测站的时间是多少？,解：,两个事件：,船头与观测站重合；,船尾与观测站重合。,S系地球：,x=0，,t=？,S系飞船：,x=L0=90m，,t=？,(1),S系：,飞船以v飞行L飞船长度,=54m,Lt=v,=2.257s,（固有时间）,(2)S系：,观察站以v运动L0,L0t=v,=3.757s,还可以：,L0=v,例11一火箭的固有长度为L，相对地面作匀速直线运动的速度为v1，火箭上有一人，从火箭的后端向前端的靶子发射一颗相对火箭速度为v2的子弹，在火箭上测得子弹从射出到击中靶子的时间间隔是多少？,L(A)，v1+v2,L(B)，v2,（相对性原理）,例12宇宙飞船相对地面以速度v作匀速直线飞行，某一时刻飞船头