我愿化身白骨,守你百岁无忧

在火车上分别放置信号接收器发一光信号中点放置光信号发生器爱因斯坦火车地面参考系

1.同时性的相对性--光速不变原理的直接结果，以爱因斯坦火车为例说明§3同时性的相对性时间膨胀（同步钟）/h/研究的问题两事件发生的时间间隔发一光信号事件1接收到闪光事件2接收到闪光发出的闪光光速为同时接收到光信号？？事件1、事件2同时发生事件1、事件2不同时发生事件1先发生处闪光光速也为系中的观察者又如何看呢？1)同时性的相对性是光速不变原理的直接结果2)相对效应(总之；沿两个惯性系相对运动方向发生的两个事件，在其中一个惯性系中表现为同时的，在另一惯性系中观察，则总是在前一惯性系运动的后方的那一个事件先发生。）3)当速度u远远小于c时，两个惯性系结果相同随运动迎着光比早接收到光讨论2.时间膨胀y′x′udutdlM′A′C′C′S′系中，

A′处有光源闪光及时钟C′。M′为反射镜。第一事件：闪光从A′发出第二事件：经发射返回A′y′x′udutdlM′A′C′C′S′系中：S系中：解之，可得：即：时间膨胀（固有时--同一地点发生的两事件时间间隔其最短）或：如：双生子效应例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

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s,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若u=o.998c

飞船上招手用0.4秒相差50倍！例2、带正电的介子是一种不稳定的粒子，当它静止时，平均寿命为2.5×10-8s,之后即衰变成一个介子和一个中微子。今产生一束介子，在实验室测得它的速率为u=0.99c,并测得它在衰变前通过的平均距离为52m,

这些测量结果是否一致？解：若用平均寿命t=2.5×10-8s和

u相乘，得7.4m,与实验结果不符。考虑相对论的时间膨胀效应，t′是静止介子的平均寿命，是固有时，当介子运动时，在实验室测得的平均寿命应是：实验室测得它通过的平均距离应该是：uΔt=53m,与实验结果符合得很好。§4长度缩短讨论沿运动方向的长度测量。强调长度两端的坐标必须同时测，尤其在相对被测长度运动的参照系中。同时性是相对的，长度测量必然是相对的。xx′A′B′x1B′A′A′B′固定在x′轴上，长度为l0。求

S系中的长度

lS系中:

t1

时刻B′过

x1,t1+t时刻A′过x1

棒速度为u，t1+t

时刻B′在

x2=x1+ut处。t是棒的两端相继通过S系中同一点两事件的时间间隔S′系中认为x1点相继通过B′和A′，讨论1、时间膨胀、长度缩短都是相对效应。2、当速度u远远小于c时，两个惯性系结果相同。或：长度缩短，相对静止时测得的长度称固有长度其最长。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。若u=o.98c相差5倍！例2、试从π介子在其中静止的参照系来考虑π介子的平均寿命。解：从π介子的参照系看来，实验室的运动速率为u=0.99c,实验室中测得的距离是

l=52m为固有长度

，在π介子参照系中测量此距离应为：而实验室飞过此距离所用时间为：这就是静止π介子的平均寿命。P点发生的事件在两系中的时空坐标分别为：消去x′,可得：§5洛仑兹变换一、洛仑兹变换的导出令则正变换逆变换二、结果正变换三、讨论1.与时空坐标有联系回到伽利略变换2.<<3.

u>c

变换无意义速度有极限事件1：测棒的左端事件2：测棒的右端S系中必须同时测量两端坐标：由洛仑兹变换1）长度收缩--运动尺子变短运动的棒静放在4.由洛仑兹变换推导时间膨胀长度缩短(S系中的两个地点的两只钟测出的时间间隔)两地时由洛仑兹逆变换固有时最短2).时间膨胀——运动时钟变慢在某系中，同一地点先后发生的两个事件的时间间隔(同一只钟测量)，与在另一系中观察（为发生在两个地点的两个事件）的时间间隔(两只钟分别测量)的关系。3)由洛仑兹变换看同时性的相对性事件1事件2两事件同时发生两事件是否同时发生？若即同时性的相对性4)时序，因果关系则讨论：有因果关系的两个事件，时序是否可能颠倒？在狭义相对论中讨论运动学问题的思路如下：1、确定两个作相对运动的惯性参照系；2、确定所讨论的两个事件；3、表示两个事件分别在两个参照系中的时空坐标或其时空间隔；4、用洛仑兹变换讨论。小结注意固有时一定是在某坐标系中同一地点发生的两个事件的时间间隔；固有长度一定是物体相对某参照系静止时两端的空间间隔。定义由洛仑兹坐标变换上面两式之比§6相对论速度变换由洛仑兹变换知由上两式得同样得洛仑兹速度变换式正变换逆变换例：设想一飞