時間和空間的相對性精品課件PPT學(xué)習(xí)教案

1、時間和空間的相對性精品課件時間和空間的相對性精品課件第1頁/共19頁第2頁/共19頁一、一、“同時同時”的相對性的相對性 車廂上的人和地面上的人看到車廂中間燈光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到達(dá)前后車廂的先后是不一樣的 車上車上的觀察者認(rèn)為光的觀察者認(rèn)為光同時到達(dá)車廂的前后兩壁同時到達(dá)車廂的前后兩壁 站臺上站臺上的觀察者認(rèn)為光的觀察者認(rèn)為光先到車廂后壁后到前壁先到車廂后壁后到前壁第3頁/共19頁結(jié)論：結(jié)論： 1 1、對于運(yùn)動的火車上同時發(fā)生的兩個事、對于運(yùn)動的火車上同時發(fā)生的兩個事件，對于地面就不是同時的件，對于地面就不是同時的 關(guān)鍵：在各個參考系中光速都為

2、關(guān)鍵：在各個參考系中光速都為c c 2 2、地面上同時發(fā)生的兩個事件，對于運(yùn)、地面上同時發(fā)生的兩個事件，對于運(yùn)動的火車也不是同時的動的火車也不是同時的 關(guān)鍵：相對運(yùn)動關(guān)鍵：相對運(yùn)動 課本課本P P108 108 思考與討論思考與討論第4頁/共19頁二、長度的相對性二、長度的相對性 v v車上的人看到的車廂的長度：車上的人看到的車廂的長度：車外的人看到的車廂的長度：車外的人看到的車廂的長度：0ll0ll201cvll第5頁/共19頁注意：注意：長度縮短效應(yīng)長度縮短效應(yīng)只發(fā)生在只發(fā)生在相對運(yùn)動的方向相對運(yùn)動的方向上上如上例中的如上例中的 X X 軸方向上，在軸方向上，在Y Y 軸方向上軸方向上無無

3、長度縮短效應(yīng)長度縮短效應(yīng)動尺變短（空間收縮效應(yīng)）動尺變短（空間收縮效應(yīng)）S SO O X X YYA B O O S SX XY Y u1xl 第6頁/共19頁斐克小伙劍術(shù)精，斐克小伙劍術(shù)精，出刺迅捷如流星，出刺迅捷如流星，由于空間收縮性，由于空間收縮性，長劍變成小鐵釘長劍變成小鐵釘. .第7頁/共19頁三、時間間隔的相對性三、時間間隔的相對性在站臺上看運(yùn)在站臺上看運(yùn)動火車上的鐘動火車上的鐘在火車上看運(yùn)在火車上看運(yùn)動站臺上的鐘動站臺上的鐘第8頁/共19頁 高速運(yùn)行的列車上，由車廂底部發(fā)出的閃光，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，而對于車上的人來說

4、，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車廂外的人認(rèn)為被接收的反射光是沿斜線傳播的第9頁/共19頁對于車廂內(nèi)的人：對于車廂內(nèi)的人：對于車廂外的人：對于車廂外的人：cht202224vchth201cvtt第10頁/共19頁第11頁/共19頁四、時空相對性的實(shí)驗驗證四、時空相對性的實(shí)驗驗證 根據(jù)相對論，時間根據(jù)相對論，時間在運(yùn)動中會進(jìn)行的比在運(yùn)動中會進(jìn)行的比較緩慢，也就是說，較緩慢，也就是說，在空間中高速移動的在空間中高速移動的時鐘，比固定于地面時鐘，比固定于地面上的時鐘走得慢上的時鐘走得慢19711971年，科學(xué)家將銫原子鐘放在噴氣式飛機(jī)中作年，科學(xué)家將銫原子鐘放

5、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)驗結(jié)果與理環(huán)球飛行，然后與地面的基準(zhǔn)鐘對照實(shí)驗結(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證論預(yù)言符合的很好這是相對論的第一次宏觀驗證第12頁/共19頁第13頁/共19頁 早在早在19411941年，科學(xué)家通過對宇宙線的年，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)計了宇宙線中西和霍爾在不同高度統(tǒng)計了宇宙線中子子的數(shù)量，結(jié)果與相對論預(yù)言完全一致的數(shù)量，結(jié)果與相對論預(yù)言完全一致第14頁/共19頁201cvtt201cvll當(dāng)兩個參考系的當(dāng)兩個參考系的相對速度可與光速相相對速

6、度可與光速相比時，時間與空間的比時，時間與空間的相對性才比較明顯相對性才比較明顯 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)之一上它已經(jīng)成為微觀粒子研究的基礎(chǔ)之一第15頁/共19頁 牛頓牛頓物理學(xué)的物理學(xué)的絕對時空觀絕對時空觀：物理學(xué)的：物理學(xué)的空空間與時間間與時間是絕對分離是絕對分離沒有聯(lián)系沒有聯(lián)系的，脫離物質(zhì)的，脫離物質(zhì)而單獨(dú)存在，而單獨(dú)存在，與物質(zhì)的運(yùn)動無關(guān)與物質(zhì)的運(yùn)動無關(guān)。 而相對論認(rèn)為：有物質(zhì)才有時間和空間，而相對論認(rèn)為：有物質(zhì)才有時間和空間，空間和時間與物體的運(yùn)動狀態(tài)有關(guān)。空間和時間與物體的運(yùn)動狀態(tài)有關(guān)。 人類對于空間、時間更進(jìn)一步的認(rèn)識而人類對于空間、時間更進(jìn)一步的認(rèn)識而形成的新的時空觀，是建立在新的實(shí)驗事實(shí)形成的新的時空觀，是建立在新的實(shí)驗事實(shí)和相關(guān)結(jié)論與傳統(tǒng)觀念不一致的矛盾基礎(chǔ)上，和相關(guān)結(jié)論與