學(xué)粵教版選修34 5.2 時(shí)空相對性 課件（1)（17張）.ppt

第二節(jié)時(shí)空相對性 在經(jīng)典物理家的頭腦中 如果兩個事件在一個參考系中看來是同時(shí)的 在另一個參考系中看來也一定是同時(shí)的 但是如果接受愛因斯坦的兩個假設(shè) 我們會得出 同時(shí)是相對的 這樣一個結(jié)論 一 同時(shí) 的相對性 車廂上的人和地面上的人看到車廂中間燈光到達(dá)前后車廂的先后是不一樣的 車上的觀察者認(rèn)為光同時(shí)到達(dá)車廂的前后兩壁站臺上的觀察者認(rèn)為光先到車廂后壁后到前壁 結(jié)論 1 對于運(yùn)動的火車上同時(shí)發(fā)生的兩個事件 對于地面就不是同時(shí)的關(guān)鍵 在各個參考系中光速都為c2 地面上同時(shí)發(fā)生的兩個事件 對于運(yùn)動的火車也不是同時(shí)的關(guān)鍵 相對運(yùn)動 課本p108思考與討論 二 長度的相對性 v 車上的人看到的車廂的長度 車外的人看到的車廂的長度 注意 長度縮短效應(yīng)只發(fā)生在相對運(yùn)動的方向上如上例中的x軸方向上 在y軸方向上無長度縮短效應(yīng) 動尺變短 空間收縮效應(yīng) 結(jié)論一條沿自身長度方向運(yùn)動的桿 其長度總比桿靜止時(shí)的長度小 斐克小伙劍術(shù)精 出刺迅捷如流星 由于空間收縮性 長劍變成小鐵釘 三 時(shí)間間隔的相對性 在站臺上看運(yùn)動火車上的鐘 在火車上看運(yùn)動站臺上的鐘 高速運(yùn)行的列車上 由車廂底部發(fā)出的閃光 對于車上的人來說 閃光是在豎直方向反射的 而車廂外的人認(rèn)為被接收的反射光是沿斜線傳播的 由光速不變原理便得到不同的時(shí)間間隔 對于車廂內(nèi)的人 對于車廂外的人 h 相對速度與動鐘延緩效應(yīng) 1s v 米 秒 0 1c 3 1070 5c0 8c0 9c0 99c0 999c0 9998c t 秒 1 011 151 672 297 122 450 四 時(shí)空相對性的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 根據(jù)相對論 時(shí)間在運(yùn)動中會進(jìn)行的比較緩慢 也就是說 在空間中高速移動的時(shí)鐘 比固定于地面上的時(shí)鐘走得慢 1971年 科學(xué)家將銫原子鐘放在噴氣式飛機(jī)中作環(huán)球飛行 然后與地面的基準(zhǔn)鐘對照 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論預(yù)言符合的很好 這是相對論的第一次宏觀驗(yàn)證 早在1941年 科學(xué)家通過對宇宙線的觀測證實(shí)了相對論的結(jié)論 美國科學(xué)家羅西和霍爾在不同高度統(tǒng)計(jì)了宇宙線中 子的數(shù)量 結(jié)果與相對論預(yù)言完全一致 當(dāng)兩個參考系的相對速度可與光速相比時(shí) 時(shí)間與空間的相對性才比較明顯 狹義相對論的結(jié)論已經(jīng)完全得到證實(shí) 實(shí)際上它已經(jīng)成為微觀粒子研究的基礎(chǔ)之一 牛頓物理學(xué)的絕對時(shí)空觀 物理學(xué)的空間與時(shí)間是絕對分離沒有聯(lián)系的 脫離物質(zhì)而單獨(dú)存在 與物質(zhì)的運(yùn)動無關(guān) 而相對論認(rèn)為 有物質(zhì)才有時(shí)間和空間 空間和時(shí)間與物體的運(yùn)動狀態(tài)有關(guān) 人類對于空間 時(shí)間更進(jìn)一步的認(rèn)識而形成的新的時(shí)空觀 是建立在新的實(shí)驗(yàn)事實(shí)和相關(guān)結(jié)論與傳統(tǒng)觀念不一致的矛盾基礎(chǔ)