20xx教科版高中物理必修二52-3了解相對論初識量子論選學(xué)(更新版)
【正文】 m．試問： (1)當(dāng)它以 30 m/s的速度做勻速直線運(yùn)動時(shí)，對地面的觀察者來說它的長度是多少？ (2)假如列車做勻速直線運(yùn)動的速度達(dá)到 108 m/s，對地面的觀察者來說它的長度又是多少？ 了解相對論 解析 根據(jù)狹義相對論長度公式 L ＝ L ′ 1 －??????vc2，可得： ( 1) 當(dāng)列車以 30 m /s 的速度做勻速直線運(yùn)動時(shí)，對地面的觀察者來說它的長度是 L1＝ 100 1 －????????30 1082 m ≈ 99 .999 999 999 999 5 m 即縮短了 p m . ( 2) 假如列車做勻速直線運(yùn)動的速度達(dá)到 108 m /s ，對地面的觀察者來說它的長度是 L 2 ＝ 100 1 －???????? 108 1082 m ≈ m ， 即縮短了 m . 答案： (1) 999 999 999 5 m (2) m 借題發(fā)揮 物體的長度隨其運(yùn)動速度的變化，體現(xiàn)了空間的相對性．當(dāng)然， “ 尺縮效應(yīng) ” 只有在物體的速度接近光速時(shí)才能明顯地表現(xiàn)出來，對于低速運(yùn)動的物體，其長度幾乎不變． 【 變式 1】 μ介子是一種基本粒子，質(zhì)量為電子的 208倍，電荷為＋ e或－ e，速度為 在靜止時(shí)的平均壽命為 10－ 6 s．據(jù)報(bào)道，在一組高能物理實(shí)驗(yàn)中，測得它通過的平均距離為 8 km左右，怎樣解釋這一現(xiàn)象？ 解析 根據(jù)狹義相對論的時(shí)間公式，從地面上觀察運(yùn)動著的 μ 子的壽命 ( 即其運(yùn)動的時(shí)間 ) 為 Δ t ＝Δ t ′1 －??????vc2＝ 10－ 61 －?????? 6 cc2 s ≈ 10－ 5 s 所以，它通過的平均距離為 s ＝ v Δ t ＝ 6 c Δ t ＝ 6 108 7 10－ 5 m ≈ 8 k m . 答案 見解析 【 典例 2】 已知功率為 100 W燈泡消耗的電能的 5%轉(zhuǎn)化為所發(fā)出的可見光的能量，光速 c＝ 108 m/s，普朗克常量 h＝ 10－34 J韋伯認(rèn)為， “ 歐佩拉 ” 實(shí)驗(yàn) “ 仍存在測量誤差可能 ” ．費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室女發(fā)言人珍妮 s，光速為 108 m/s，則人眼能察覺到綠光時(shí)所接收到的最小功率是 ( )． A． 10－ 18 W B． 10－ 19 W C． 10－ 10 W D． 10－ 18 W 解析 每秒有 6 個(gè)綠光的光子射入瞳孔，眼睛就能察覺．所以人眼 能察覺到綠光時(shí)所接收到的最小功率為 P ＝nhcλt＝6 10－ 34 3 108530 10－ 91 W ＝ 10－ 18W. 答案 A
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