-、相對(duì)論的誕生和時(shí)間和空間的相對(duì)性(編輯修改稿)
2025-01-26 01:48 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 v 運(yùn)動(dòng)時(shí)，靜止的觀察者測(cè)量的長(zhǎng)度。還可以認(rèn)為是桿 不動(dòng)，而觀察者沿桿的長(zhǎng)度方向以速度 v 運(yùn)動(dòng)時(shí)測(cè)出的桿的長(zhǎng)度。 2 ．怎樣理解 “ 動(dòng)鐘變慢 ” ：時(shí)間間隔的相對(duì)性公式： Δ t＝Δ τ1 － ?vc?2， Δ τ 是相對(duì)事件發(fā)生地靜止的觀察者測(cè)量同一地點(diǎn)的兩個(gè)事件發(fā)生的時(shí)間間隔，而 Δ t 是相對(duì)于事件發(fā)生地以速度 v 運(yùn)動(dòng)的觀察者測(cè)量同一地點(diǎn)的同樣兩個(gè)事件發(fā)生的時(shí)間間隔。也就是說(shuō)：在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的參考系中觀測(cè)，事件變化過(guò)程的時(shí)間間隔變大了，這叫做狹義相對(duì)論中的時(shí)間膨脹。 3 ．理解要點(diǎn)： ( 1) 時(shí)間間隔、長(zhǎng)度的變化，都是由于物質(zhì)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起的一種觀測(cè)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(méi)有變化。 ( 2) 兩個(gè)事件的時(shí)間間隔和物體的長(zhǎng)度，必須與所選取的參考系相聯(lián)系，如果在沒(méi)有選取參考系的情況下討論時(shí)間的長(zhǎng)短及空間的尺寸，是沒(méi)有任何意義的。 特別提醒： 以上結(jié)論是狹義相對(duì)論的必然結(jié)論，而狹義相對(duì)論的正確性已被實(shí)驗(yàn)證實(shí)，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(shí)，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?yàn)槲覀兩钤诘退龠\(yùn)動(dòng)的世界里。 假 設(shè)地面上有一火車以接近光速的速度運(yùn)行，車內(nèi)站立著一個(gè)中等身材的人，站在路旁邊的人觀察車?yán)锏娜耍^察的結(jié)果是 ( ) A ．這個(gè)人是一個(gè)矮胖子 B ．這個(gè)人是一個(gè)瘦高個(gè)子 C ．這個(gè)人矮但不胖 D ．這個(gè)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(yùn)動(dòng)的方向上的長(zhǎng)度 ( 決定胖瘦 ) 變短了，所以人變瘦。但人在垂直于車運(yùn)動(dòng)方向上的長(zhǎng)度 ( 決定身高 ) 不變。 考點(diǎn)題型設(shè)計(jì) 題型 1 對(duì)光速不變?cè)淼睦斫? 如圖所示， 2023 年 6 月 18 日 “ 神舟九號(hào) ” 飛船在高空以 c 的速度向 “ 天宮一號(hào) ” 飛行，宇航員劉旺從飛船上向 “ 天宮一號(hào) ” 發(fā)射一個(gè)光信號(hào)，則在地面的觀察者看來(lái)光信號(hào)的速度是 c 嗎？ 解析： 由經(jīng)典力學(xué)的相對(duì)性原理可知，光信號(hào)相對(duì)地面的速度 v ＝ c ＋ c ＝ c ，但根據(jù)狹義相對(duì)論中的光速不變?cè)?，真空中的光速相?duì)于飛船為 c ，相對(duì)于地面也為 c ，對(duì)不同慣性參考系是相同的，這一判斷被麥克耳孫 —— 莫雷實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。 答案： 在地面的觀察者看來(lái)光信號(hào)的速度還是 c ，不是 c 。 點(diǎn)評(píng)： 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(yùn)動(dòng)。 判斷下列說(shuō)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)地速度都為 c 答案： CD 解析： 根據(jù)光速不變?cè)砜芍?C、 D正確。 題型 2 時(shí)間間隔的相對(duì)性 假如一對(duì)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(cè)，大角星離地球有 40 萬(wàn)
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