-、相對論的誕生和時間和空間的相對性(編輯修改稿)
2025-01-26 01:48 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 v 運動時，靜止的觀察者測量的長度。還可以認為是桿 不動，而觀察者沿桿的長度方向以速度 v 運動時測出的桿的長度。 2 ．怎樣理解 “ 動鐘變慢 ” ：時間間隔的相對性公式： Δ t＝Δ τ1 － ?vc?2， Δ τ 是相對事件發(fā)生地靜止的觀察者測量同一地點的兩個事件發(fā)生的時間間隔，而 Δ t 是相對于事件發(fā)生地以速度 v 運動的觀察者測量同一地點的同樣兩個事件發(fā)生的時間間隔。也就是說：在相對運動的參考系中觀測，事件變化過程的時間間隔變大了，這叫做狹義相對論中的時間膨脹。 3 ．理解要點： ( 1) 時間間隔、長度的變化，都是由于物質(zhì)的相對運動引起的一種觀測效應(yīng)，它 與所選取的參考系有關(guān)，物質(zhì)本身的結(jié)構(gòu)并沒有變化。 ( 2) 兩個事件的時間間隔和物體的長度，必須與所選取的參考系相聯(lián)系，如果在沒有選取參考系的情況下討論時間的長短及空間的尺寸，是沒有任何意義的。 特別提醒： 以上結(jié)論是狹義相對論的必然結(jié)論，而狹義相對論的正確性已被實驗證實，所以以上結(jié)論是高速世界中必然發(fā)生的現(xiàn)象，是客觀存在的事實，絕不是人們的主觀臆造，人們之所以平常觀察不到這些現(xiàn)象，是因為我們生活在低速運動的世界里。 假 設(shè)地面上有一火車以接近光速的速度運行，車內(nèi)站立著一個中等身材的人，站在路旁邊的人觀察車里的人，觀察的結(jié)果是 ( ) A ．這個人是一個矮胖子 B ．這個人是一個瘦高個子 C ．這個人矮但不胖 D ．這個人瘦但不高 答案： D 解析： 人是站著的，路旁的人觀察到的車內(nèi)的人沿車運動的方向上的長度 ( 決定胖瘦 ) 變短了，所以人變瘦。但人在垂直于車運動方向上的長度 ( 決定身高 ) 不變。 考點題型設(shè)計 題型 1 對光速不變原理的理解 如圖所示， 2023 年 6 月 18 日 “ 神舟九號 ” 飛船在高空以 c 的速度向 “ 天宮一號 ” 飛行，宇航員劉旺從飛船上向 “ 天宮一號 ” 發(fā)射一個光信號，則在地面的觀察者看來光信號的速度是 c 嗎？ 解析： 由經(jīng)典力學(xué)的相對性原理可知，光信號相對地面的速度 v ＝ c ＋ c ＝ c ，但根據(jù)狹義相對論中的光速不變原理，真空中的光速相對于飛船為 c ，相對于地面也為 c ，對不同慣性參考系是相同的，這一判斷被麥克耳孫 —— 莫雷實驗所證實。 答案： 在地面的觀察者看來光信號的速度還是 c ，不是 c 。 點評： 經(jīng)典力學(xué)的結(jié)論是有一定局限性的，一般只適用于宏觀物體的低速運動。 判斷下列說法是否正確 ( ) A ．在以11 000 c 豎直方向上升的火箭上向前發(fā)出的光，對地速度一定比 c 大 B ．在以11 000 c 豎直方向上升的火箭上向前發(fā)出的光，對地速度一定比 c 小 C ．在以11 000 c 豎直方向上升的火箭上沿水平方向發(fā)出的光對地速度為 c D ．在以11 000 c 豎直方向上升的火箭上向任一方向發(fā)出的光對地速度都為 c 答案： CD 解析： 根據(jù)光速不變原理可知 C、 D正確。 題型 2 時間間隔的相對性 假如一對孿生兄弟 A 和 B ，其中 B 乘坐速度為 v ＝ c 的火箭飛往大角星，而后又飛回地球。根據(jù) A 在地球上的觀測，大角星離地球有 40 萬
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