時間和空間的相對性講義(ppt頁)(編輯修改稿)
2025-01-23 22:07 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ：穿越隧道的列車能躲過雷擊嗎 ?列車靜止長度 =隧道靜止長度車速為 V,頭將出洞時在隧道入口和出口 同時 出現(xiàn)雷擊地面人 :車長縮短 ,不會被雷擊列車人 :隧道縮短 ,會被雷擊 ??? .是絕對的 !對地 :雷擊是同時異地事件 ,同時測量得到 :列車長度 隧道靜止長度 能躲過雷擊 !dy′M′A′C′x′S39。系中 , A39。處有閃光光源及時鐘 C39。,M39。為反射鏡。第一事件：閃光從 A′發(fā)出S39。系中：S系中 (地面 )：時間膨脹時間膨脹 !第二事件：經(jīng)發(fā)射返回 A′sS39。Vu? tdlC′研究的問題研究的問題 是 ：(1) 原時（固有時間）在某系中， 同一地點(diǎn) 先后發(fā)生的兩個事件的時間間隔， 與在 另一系 中觀察（為發(fā)生在 兩個地點(diǎn) 的兩個事件）的時間間隔的關(guān)系。(2) 原時最短 (時間膨脹 ) 在某一參考系中， 同一地點(diǎn) 先后發(fā)生的兩個事件之間的時間間隔叫原時 (同一只鐘測量 ) ?，F(xiàn)測量 S 系中的兩個地點(diǎn)的兩只鐘測出的時間間隔 由 洛侖茲 逆變換原時最短 !事件 2 兩事件 同地 發(fā)生 兩事件的時間間隔S :事件 1 事件 2S 39。 :事件 1 由洛侖茲變換推導(dǎo) 時間膨脹(1) 運(yùn)動時鐘 變慢效應(yīng)是時間本身的客觀特征 (運(yùn)動參考系中的時間節(jié)奏變慢了 ).(2)對同樣的兩個事件，原時只有一個。亦稱固有時間。(4)雙生子效應(yīng)。討論討論 :(3)當(dāng) Vc ,低速時 ,鐘慢效應(yīng)察覺不到 .例 :一飛船以 u=9103m/s的速率相對于地面勻速飛行。飛船上的鐘走了 5s,地面上的鐘經(jīng)過了多少時間？解：飛船的時間膨脹效應(yīng)實(shí)際上很難測出 .例 :帶正電的 ?介子是一種不穩(wěn)定的粒子，當(dāng)它靜止時，平均壽命為 108s,之后即衰變成一個 ?介子和一個中微子，會產(chǎn)生一束 ?介子，在實(shí)驗(yàn)室測得它的速率為u=,并測得它在衰變前通過的平均距離為 52m,這些測量結(jié)果是否一致？解： 若用平均壽命 ?t′= 108s和 u相乘，得 ,實(shí)驗(yàn)室測得它通過的平均距離應(yīng)該是： uΔt=53m,與實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合得很好。與實(shí)驗(yàn)結(jié)果不符?？紤]相對論的時間膨脹效應(yīng)， ?t′是靜止 ?介子的平均壽命 ,是原時 .當(dāng) ?介子運(yùn)動時 ,在實(shí)驗(yàn)室測得的平均壽命應(yīng)是：原時 一定是在某坐標(biāo)系中同一地點(diǎn)發(fā)生的兩個事件的時間間隔；小結(jié)注意原長 一定是物體相對某參照系靜止時兩端的空間間隔。特別提示在狹義相對論中討論運(yùn)動學(xué)問題的思路如下：；； 其時空間隔；。設(shè)在 9km高空，由于 ?介子的衰變產(chǎn)生一個速率為 ?子 , ?子的平均壽命為 2?106s(固有壽命 ),后衰變?yōu)殡娮雍椭形⒆?，試??子能否到達(dá)地球 ?若從經(jīng)典時空觀v ? ? = ? ? ? 106 ? 600m 9000m !但實(shí)驗(yàn)結(jié)果 :可檢測到 ?子 !(1)?子問題子問題從地球參考系上看：?子能飛行距離為：v ? Δt = ? ? 105 9000 m?子能到達(dá)地球 !從 ? 子 參考系上看：大氣層相對于 ?子運(yùn)動， ?子從產(chǎn)生到地面的距離將會收縮為：?子能飛行 h所需要的時間是：?子能到達(dá)地球 !（時間膨脹） !（長度縮短） !無論從地球參考系還是在 ?子參考系上來看 ,雖然距離和時間不同 ,是 相對 的 .但 ?子能到達(dá)地球的 結(jié)果是 絕對 的 !對事實(shí)的描述可以是相對，但事實(shí)的結(jié)果是絕對的。由洛倫茲變換若 t2 t1 , 當(dāng) 兩事件 不相關(guān) 時 ,對于不同的 ?x 0= 0 0時序可以顛倒 .對于 有因果關(guān)系 兩個事件 ,另一參考系的測量結(jié)果怎樣呢？(2)時序和因果性時序和因果性 A事件 — 發(fā)射電磁波由洛侖茲變換 B事件 — 接受電磁波在 S系中問題是 :當(dāng)一定會有注意：這時兩個時空點(diǎn)是用 “ 信號 ”連接，因此 x2x1=u(t2t1),u為傳遞速度有因果關(guān)系
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