6.3时间、长度的相对性.

1、6.3时间、长度的相对性复习：1.惯性参考系：凡是牛顿定律成立的参考系，称为惯性参 泾 考系，简称惯性系。:亦 2 伽利略相对性原理-:对于所有的惯性系，力学规律都是相同的。3经典时空观（绝对时空观）时间均匀向前，空间静止不动。时间和空间彼此独立、互不关联，且不受物质或运动的影响。 相对性原理：对于不同的惯性系，物理规律（包括力学和电磁学）都是一样的。 光速不变原理：光速与惯性系的选择无关。概述：两种时空观得出的重要结论: “同时”的绝对性空间距离的绝对性 时间间隔的绝对性质量不随速度而变化1、经典力学的几个基本结论2相对论时空观“同时”的相对性运动时间变慢 运动尺子的缩短 运动质量的变大、“

2、同时”的相对性相隔一怎距离发牛的两件事，在一个参考 系中观测是同时发生的，在和对于此参考系运 动的另一个参考系中观测就可能不是同时，而 是一前一后发4匚的。 U小号假设一列火车在平直的轨道上以速 度U行驶、高速开过站台，在车厢的正中 有一闪光灯。现使该灯发出一个闪光。 闪光照到前、后壁，是两件事。小明在 车上观测，小芳在站台上观测。他们认 为这两个事件是同时发生的吗？闪光是 同时到达前.后壁的吗？小明：（以车厢为参考系）车了是静止的，光速是不变的，光同时向A 和B前进，到达前、后两壁，用时相同。即闪光 同时到达前、后壁。4 冲 “小芳：（以站台为参考系）车子是运动的，光速是不 变的，光同时向A

3、和B前进，先 到达A,后到达B,用时不相同。 即闪光不是同时到达前、后壁。在一个参考系屮是同时发生的两件事，在 相对于此参考系运动的另一个参考系中观测不 是同时发生,这就是“同时”的相对性。车用i相对丁站台的速率 越大，相隔的时间就越长， 在大到一定值时，这个差值 就大得不能忽略。、“同时”的相对性、“同时”的相对性运动时钟的变慢二、运动时钟的变慢 L v1! iv1v对于车厢内的人：心对于车厢外的人：A/时间延缓效应并不 是说由丁相对运动而使 钟发牛了结构性变化， 是由于不同观测者进行 量度时引起的一种观测 效应。这种效应是相对 的。对于同一参考系， v=0,就不存在这种 效应了。当V接近光

4、速时， 这种偏差是非常大的。三、长度的相对性三、长度的相对性二、运动时钟的变慢三、长度的相对性J 厶.消七的时钟要变慢。三、长度的相对性三、长度的相对性【答案】C时钟走得最慢, A走得最快.【例题】A、B、C是三个完全相同的时钟，A放在地面 上，B、C分别放在两个火箭上，以速度和叱朝同一 方向飞行，vB<vc,地面上的观察者认为哪个时钟走得 最慢？哪个走得最快？【例题】以弘必的速度运行的人造卫星上一只完好的 手表走过了 mitn,地面上的人认为它走过这1”加“实 际”上花了多少时间？+ 6x3x10【答案】还是在以速度U前进的 车厢屮，现在要测量如图 CD两点间的距离，小明 用一根尺子如

5、图放置，记 下两点坐标X1和X2,则 Lo= X1-X2,可以求得。Lo 是CD两点的静K。CD的距离是多U可是小芳测量就不一样了。三、长度的相对性对小芳来说：先记下X1,后记下X2 时，车子己经向前走了一 段，她测得的Lo比小明的 K；同理，若先记下X2, 后记下X-测得的Lo比小 明的短。总之，选择的惯 性参考系不同，测得的长 度不等，长度具有相对性。CD的距离是多少呢？小芳以站台作参考系三、长度的相对性三、长度的相对性«65-7 AMfr Ii线A示*股枣的AiZLLki 豪三、长度的相对性设为在车厢参考系内 测得窗户的水平长度，即O也叫 o在站台 上立一柱子P,以to表示站

6、台上观察到窗户的前后端依 次通过P的时间间隔，站台 上的人测得窗户的长度为：I = ut)从车厢上往外看， 站台以速度u向后退，以 t农示立柱依次通过窗户 的前后血用吋，长度为：= lit三、长度的相对性三、长度的相对性联解口J得:三、长度的相对性一个物体相对于观察者静止时，它的长 度测量值最大。相对于观察者运动时，观察 者在运动方向上观测，它的长度缩短，速度 越快，缩得越短。即运动的尺子要缩短。三、长度的相对性三、长度的相对性P103例题门+介子是一种不稳定的粒子，产生后很快转化成别 的粒了了，它的平均石命是，当它以0.99C的速率在实验室中运动时，平均來说它“一生”中能跑 多远？W仆子的平

7、（ 5 2 AU同一地点.它 飞 A N喩宅电| H岌换仝式决定.姜 ；中卩均胞过的肿舟VT质速关系反映了物质 与运动的不可分削性。右图曲线表示质量随 速度增大情况。当u=Oc 加增加05% 当 V =0.866 c ni = 2rrt 当 V c nt/>8当u = C”右=C （攻a：芜子）四.物体质量随速度的增加而增大丄966年用“子作了 一个类似于双生子旅游的实验， 让子沿一直径为14米的圆环运动再回到出发点，实验 结果表明运动的“子的确比静止的“子寿命更长。1971年，科学家将艳原子钟放在喷气式飞机中作 环球飞行，然后与地面的基准钟对照.实验结果与理 论预言符合的很好.这是相对论的第一次宏观验证。主论同时的绝对性同时的相对性时间间隔的绝对性运动的时钟变慢空间距离的