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类型08-3、相对论.ppt

  • 上传人:无敌
  • 文档编号:302789
  • 上传时间:2018-03-26
  • 格式:PPT
  • 页数:22
  • 大小:6.24MB
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    08-3、相对论.ppt
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    1、一)同时的相对性(Relativity of simultaneity),在经典物理学中两件事是否同时,无论从哪个参照系来看,结论都是一致的。在相对论中呢?,设在K系中,发生两件事:,若同时:,一)同时的相对性,设在K系中,发生两件事:,若同时:,在K系来看,这两件事发生的时间是:,但,即K系认为同时的两件事,K系测量是不同时的,设在K系中:,若同时:,但,即K系认为同时的两件事,K系测量是不同时的,在K系来看,这两件事发生间是:,爱因斯坦火车,火车上的观察者说:光源在火车中点,光速为C,故必同时到达A、B点。,地面的观测者说:光源在地面AB的中点,应同时到达AB两点,在火车上先到达B点,后到

    2、A点。,同时到达A、B,那么谁说的对呢?爱因斯坦说都对。因为同时本来就是相对的。,二)长度的收缩,设一杆平行于X轴静止于K系,测得其长度:,(本征长度),相对物体静止的参照系测得的长度称之为本征长度。,K系来观测呢?同时测量杆的两端坐标值为,杆长,依“LT”,同时测量,依“LT”,又若在K系中有一静止的棒,本征长,K系中观测棒长也是比本征长度短了,例:一宇宙飞船静止在地面时长为20米,当其以0.99C飞行时,地面观测者测得宇宙飞船长多少?,解:由题意,K系中飞船静长,故K系测得的长度,反过来,飞船观测地面测出长为20米长的东西也只有2.8米了。,测量此空姐变苗条了!,但是直1959年James

    3、 Terrell提出了要区别“观测”与“观看”。小姐变苗条是观测的结果,实际去观看时,只不过转过了一个角度。这是因为看到的是不同时刻物体上的发光。,汤姆斯先生的奇遇,注意:长度测量的相对性是同时相对性的必然结果。因为相对有运动的参照系测量物体长度时,要同时测量,而你认为同时时,另一参照系不认为是同时的。各有各的同时性标准,因此长度的测量变得具有相对性了。,三)时间的延缓(膨胀),在经典物理中,时间的测量是绝对的,一秒就是一秒,哪个参照系测量都是一样。相对论中呢?,X,设在K系发生一件事-举手,开始时刻,放下时刻,测得的时间,(本征时间),X,设在K系发生一件事-举手,测得的时间,由K系测得的时

    4、间,由“LT”,时间膨胀了,即K系观测时,过程变慢了。,X,由“LT”同样可得:,即K系看来时间膨胀了,(本征),在K系中雷达信号一来一往的时间为,在K系看,雷达信号速度:,结果一样!,我们看一雷达钟,,如果换成K系来观测K系的钟呢?,时间延缓的实验验证:,1966-1967年欧洲原子核研究中心(CERN)对粒子进行了研究。粒子是一种基本粒子,在静系中测得的寿命为0=2.210-6秒.当其加速到v=0.9966C时,它漂移了八公里.,依牛顿定律,寿命不变,故漂移距离为:,依相对论:当粒子加速至於0.9966C时,寿命为:,故漂移的距离为:,与实验情况吻合得很好!,注意:时间的延缓是时空的自身的

    5、一种特性,与过程是生物的,化学的还是机械的无关!包括人的生命.为此介绍双生子佯谬.(Twin paradox),一对双生兄弟:“明明”和“亮亮”,在他们20岁生曰的时候 ,明明坐宇宙飞船去作一次星际旅游,飞船一去一回作匀速直线运动,速度为0.9998C.明明在天上过了一年,回到地球时,亮亮已多大年龄?,取飞船为K系地球为K系,飞船飞出为事件“1”,飞回为事件“2”,对K系:,对K系:,取飞船为K系地球为K系,飞船飞出为事件“1”,飞回为事件“2”,对K系:,对K系:,因为亮亮在地球上过了一年,赶回来祝贺的是71岁的明明。,1971年国际上将铯原子钟放在速度为10-6C的飞机上环绕地球飞行,然后与地面上的钟比较,发现飞机上的钟慢了。实际上是一个广义相对论的问题,此分析与广义相对论的结论一致。,这就是双生子佯谬,明明和亮亮到底是谁年轻呢?人们迷惑不解。有些人用这来攻击相对论。其实不是相对论有问题。是人们不恰当地应用了相对论。相对论只适用于惯性系,飞船一去一回要加速和减速,不是惯性系,因此飞船上的结论是不正确的。地球上亮亮年老的结论是正确的。,铯原子钟,

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