2021-2022學(xué)年高二物理競(jìng)賽課件：相對(duì)論時(shí)空

1、相對(duì)論空時(shí)相對(duì)論空時(shí)1. 長(zhǎng)度收縮 (Length Contraction): 動(dòng)尺變短：寸有所長(zhǎng)，尺有所短。2. 同時(shí)的相對(duì)性 海上生明月，天涯共此時(shí)。3. 時(shí)間膨脹 (Time Dilation) 動(dòng)鐘變慢： 天上一日，地上一年。Correspondence Principle洛倫茲變換 伽利略變換解：考慮相對(duì)論效應(yīng)，取容器為S系，則在S系中，粒子從尾部到前端時(shí)間為則在地面上（ S系）測(cè)得時(shí)間為例1、設(shè)一容器長(zhǎng)l，以速率v（vc）沿長(zhǎng)度方向運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻由容器尾部沿長(zhǎng)度方向發(fā)射一粒子。以u(píng)相對(duì)容器飛行，求在地面觀察，該粒子從尾部到前端時(shí)間。所以1 長(zhǎng)度的收縮標(biāo)尺相對(duì) 系靜止在 S 系中測(cè)量測(cè)

2、量為兩個(gè)事件要求在 系中測(cè)量固有長(zhǎng)度l0：物體相對(duì)靜止時(shí)所測(cè)得的長(zhǎng)度 .（最長(zhǎng)） 洛倫茲收縮: 運(yùn)動(dòng)物體在運(yùn)動(dòng)方向上長(zhǎng)度收縮 . 長(zhǎng)度收縮是一種相對(duì)效應(yīng), 此結(jié)果反之亦然 .注意 長(zhǎng)度在垂直于相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向上沒有變化. 在 S 系例 一長(zhǎng)為 1 m 的棒靜止地放在Oxy 平面內(nèi)，在S系的觀察者測(cè)得此棒與Ox 軸成45角，試問從 S 系的觀察者來看，此棒的長(zhǎng)度以及棒與 Ox 軸的夾角是多少？設(shè)想S系相對(duì) S 系的運(yùn)動(dòng)速度 . 解：在 系物理世界奇遇記伽莫夫湯普金斯先生的奇遇 同時(shí)的相對(duì)性事件 1 ：車廂后壁接收器接收到光信號(hào).事件 2 ：車廂前壁接收器接收到光信號(hào). 同時(shí)不同地事件 2 系 (車

3、廂參考系 )S 系 ( 地面參考系 )事件 1在 S 系 結(jié)論 ：沿兩個(gè)慣性系運(yùn)動(dòng)方向，不同地點(diǎn)發(fā)生的兩個(gè)事件，在其中一個(gè)慣性系中是同時(shí)的， 在另一慣性系中觀察則不同時(shí)，所以同時(shí)具有相對(duì)意義；只有在同一地點(diǎn)， 同一時(shí)刻發(fā)生的兩個(gè)事件，在其他慣性系中觀察也是同時(shí)的 .在 S 系在 系同時(shí)同地發(fā)生的兩事件此結(jié)果反之亦然 .注意由洛倫茲變換式得 設(shè)在S系中一只靜止的鐘，在同一地點(diǎn)( )紀(jì)錄兩事件的時(shí)間間隔（固有時(shí)間） ，則在S系中記錄的時(shí)間間隔 為多少？固有時(shí)間t0 ：同一地點(diǎn)發(fā)生的兩事件的時(shí)間間隔 .時(shí)間延緩 ：運(yùn)動(dòng)的鐘走得慢 .固有時(shí)間 則相對(duì)運(yùn)動(dòng)的慣性系測(cè)得的兩事件所經(jīng)歷的時(shí)間比固有時(shí)間長(zhǎng) 例. 靜系中子的平均壽命為2.210-6s.據(jù)報(bào)導(dǎo),在一組高能物理實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)它的速度為u=0.9966c時(shí), 通過的平均距離為8km.試說明這一現(xiàn)象：(1) 用經(jīng)典力學(xué)計(jì)算與上述結(jié)果是否一致；(2) 用時(shí)間膨脹說明；(3) 用尺縮效應(yīng)說明.解：(1) 按經(jīng)典力學(xué)不符合事實(shí)(2) 本征壽命：0=2.210-6s實(shí)