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1、第七章 狭义相对论8-1 迈克耳孙莫雷实验的结果说明了什么?答:迈克耳孙莫雷实验为了测量地球相对于“以太”的运动,结果为零。说明以机械论为基础的“以太假设”是错误的,即不存在绝对参考子的以太。8-2狭义相对论的基本原理是什么?答:狭义相对论的基本原理是:(1)相对性原理:即基本物理定律在所有惯性系中都有保持相同形式的数学表达式。因此一切惯性系都是等价的。(2)光速不变原理:在一切惯性系中,光在真空中的传播速率都等于C,与光源的运动状态无关。8-3 已知系相对于系以的速度沿公共轴、运动,以两坐标原点相重合时为计时零点。现在系中有一闪光装置,位于 处,在时发出闪光,求此闪光在系的时空坐标。已知:
2、求:、解:由洛仑兹逆变换: 得:8-4已知系相对于系以的速度沿公共轴、运动,以两坐标原点相重合时为计时零点。系中的观察者测得光信号A的时空坐标为, 系的观察者测得光信号B的时空坐标为,。试计算这两个光信号分别由观察者、测出的时间间隔和空间间隔。已知:, 求:解: 8-5 以的速率相对于地球飞行的火箭,向正前方发射一束光子,试分别按照经典理论和狭义相对论计算光子相对于地球的运动速率。已知: 求: 解: 8-6 航天飞机以的速率相对于地球飞行,驾驶员忽然从仪器中发现一火箭正从后方射来,并从仪器中测得火箭接近自己的速率为。试求:(1)火箭相对于地球的速率;(2)航天飞机相对于火箭的速率。已知: 求:
3、 解:由运动的相对性得:航天飞机相对于火箭的速度为8-7在以相对于地球飞行的宇宙飞船上进行某实验,实验时仪器向飞船的正前方发射电子束,同时又向飞船的正后方发射光子束,已知电子相对于飞船的速率为,试求:(1)电子相对于地球的速率; (2)光子相对于地球的速率;(3)从地球上看电子相对于飞船的速率; (4)从地球上看电子相对于光子的速率;(5)从地球上看光子相对于飞船的速率。已知: 求:解:8-8 一把米尺沿其纵向相对于实验室运动时,没得的长度为,求该尺的运动速率。已知: 求:解: 8-9 飞船以相对于地球为的速率在宇宙中飞行,飞船上的观察者测得飞船的长度为,问地球上的观察者测得该飞船的长度为多少
4、?已知: 求:解:8-10 静止长度为的杆子在系中平行于轴并以速率沿轴正方向运动,现有系相对于系沿轴正方向以速率运动,求系中的观察者所测得的杆长?已知:求:解:8-11 飞船以的速率从地球飞向宇宙中的一个天体,飞船上的时钟指示所用时间为一年,问地球上的时钟记录这段时间为多长?已知:求:解:8-12 夫妻同龄,30岁时生一子,儿子出生时丈夫要乘坐速率为的飞船去半人马座星,并且立即返回。已知地球到半人马座星的距离是(光年),并假设飞船一去一回都相对地球作匀速直线运动,问当丈夫返回地球时,妻子、儿子和丈夫各多大年龄?已知:求:解: 当丈夫返回地球的时候妻子40岁,儿子10岁,而丈夫35.1岁.8-13 欧洲核研中心(CERN)测得以的速率沿圆形轨道运行的粒子
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