大学物理学 施建青版 上册 上课课件 3-2 狭义相对论地时空观.ppt

长度的测量 固有长度:当待测物相对于观测者静止,一个物体的长度是所测得的物体两个端点位置之间的距离.这个长度称为固有长度 运动物体的长度测量:当待测物相对于观测者运动,一个物体的长度就必须是同时记录下来的物体两个端点位置之间的距离. * 第三章 相对论 3 - 2 狭义相对论的时空观 * 一 同时的相对性 事件 1 ：车厢后壁接收器接收到光信号. 事件 2 ：车厢前壁接收器接收到光信号. 同时不同地 事件 2 系 (车厢参考系 ) S 系 ( 地面参考系 ) 事件 1 结论 ：沿两个惯性系运动方向，不同地点发生的两个事件，在其中一个惯性系中是同时的， 在另一惯性系中观察则不同时，所以同时具有相对意义；只有在同一地点， 同一时刻发生的两个事件，在其他惯性系中观察也是同时的 . 在 S 系 在 系同时同地发生的两事件 此结果反之亦然 . 注意 讨论 时序问题。在S系中事件1比事件2先发生，即 ，根据变换 在S’系中观测到的先后顺序分三种情况： 1）若 ，即 ，则 在S’系中观测到的这两个事件的时序不变 2）若 ，即 ，则 在S’系中观测到的这两个事件的同时发生 3）若 ，即 ，则 在S’系中观测到的这两个事件的时序颠倒 注意 时序颠倒的情况只可能发生在两事件彼此之间是没有因果关系的非关联事件下。在任何参考系中，关联事件的时序是不会倒置的，狭义相对论是不违背因果律的。 二 长度的收缩 标尺相对 系静止 在 S 系中测量 测量为两个事件 要求 在 系中测量 固有长度 当 时 . 固有长度：物体相对静止时所测得的长度 .（最长） 洛伦兹收缩: 运动物体在运动方向上长度收缩 . 长度收缩是一种相对效应, 此结果反之亦然 . 注意 例1 设想有一光子火箭， 相对于地球以速率 飞行，若以火箭为参考系测得火箭长度为 15 m ，问以地球为参考系，此火箭有多长 ？ 火箭参照系 地面参照系 解 ：固有长度 在 S 系 例2 一长为 1 m 的棒静止地放在 平面内，在 系的观察者测得此棒与 轴成 角，试问从 S 系的观察者来看，此棒的长度以及棒与 Ox 轴的夹角是多少？设想 系相对 S 系的运动速度 . 解：在 系 运 动 的 钟 走 得 慢 三 时间的延缓