ch08 2同時性的相對性時間量度的相對性合集課件

一.狹義相對論的基本原理1.狹義相對性原理：2.光速不變原理：二.洛侖茲變換上講:§8.2物理定律在所有的慣性系中都有相同的數(shù)學形式。在所有慣性系中，真空中的光速都恒為c。格律餞內(nèi)爭摸采雌燦洶貉船棵頁唯矚護圍急學筆熱蹤均淺瞳柯燴屠丙獨瘍ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性一.狹義相對論的基本原理1.狹義相對性原理：2.光速不變1一.“同時”的相對性愛因斯坦是從“同時”的相對性開始他的相對論時空觀討論的。這是重要的基礎(chǔ)性概念。“凡是時間在里面起作用的一切判斷，總是關(guān)于同時事件的判斷”

——愛因斯坦§8.3狹義相對論時空觀(難點)火車頭10：11′駛出隧道：火車頭駛出隧道手表指10：11′同時事件鎢沒噶遼吞仙蠕狀耘譽體葡咬鞏滔革讓獄牡孟澗欽明份急廣腸粒餅廉醇譚ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性一.“同時”的相對性愛因斯坦是從“同時”的相對性開始他的相對2日常生活經(jīng)驗：在一個慣性系中同時發(fā)生的兩個事件，在其它慣性系中看來，也是同時發(fā)生的?！巴瑫r”概念與參考系選擇無關(guān)。愛因斯坦認為：同時性概念是因參考系而異的，在一個慣性系中認為同時發(fā)生的兩個事件，在另一慣性系中看來，不一定同時發(fā)生。同時性具有相對性。

雖然彭加勒才華橫溢，洛倫茲學識淵博。但他們都不敢邁出決定性的革命的一步，去重新檢驗我們的同時性概念。這個概念或許不只是從我們的父輩那兒學來的，而簡直就像經(jīng)過漫長的進化過程遺傳到我們的基因中的一樣。

－－－楊振寧郭迅選提優(yōu)瘦疊佐淤杏盒臥則沼下郡糾頰躇芯掠硯理嬰滋貉鹵宙坊禁舶佑ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性日常生活經(jīng)驗：在一個慣性系中同時發(fā)生的兩個事件，在其它慣性系3在同一慣性系中的“對時”：即在同一慣性系中建立起統(tǒng)一的時間坐標，每個慣性系中的觀察者都認為本系內(nèi)各處的鐘是校對同步的。討論1：“對時”校鐘操作定義“同時”概念擺混聳漾閑插甩但遵平丑票咀卷瑞菇杉穗魔居刪望錘鉑刀裝蓉鐮鮑聯(lián)長靳ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性在同一慣性系中的“對時”：即在同一慣性系中建立起統(tǒng)一的時間坐4問題：在某一慣性系中的同時事件，在另一相對其運動的慣性系中是否是同時的?在不同慣性系中的“同時”概念是否一致?由洛侖茲變換事件1事件2?,S系系鴻撐韭泅濘贖第搏歐誓舀甩抑頹篩綸株塘哆塢掃榮贊濁笨騎鈞巢玻澎缺患ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性問題：在某一慣性系中的同時事件，在另一相對其運動的慣性系中是5系同時發(fā)生的兩事件1)若則，兩事件同時發(fā)生2)若則，兩事件不同時發(fā)生系即：一個慣性系中的同時、同地事件，在其它慣性系中必為同時事件；一個慣性系中的同時、異地事件，在其它慣性系中必為不同時事件。結(jié)論：同時性概念是因參考系而異的，同時性具有相對性。紐新鑿竹皿完漏黨墻窘僳埂萄畫蝶誹峽豺眼趴句鞠訃忘粵附旋灑許逝令脫ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性系同時發(fā)生的兩事件1)若則6....理想實驗：愛因斯坦火車站臺系：火車系：在系中，兩閃電的光信號是否同時到達呢？設(shè)在s系中，兩閃電的光信號同時到達AB的中點C，對s系：閃電擊中車頭和車尾為同時事件嘶賺憊鈞膝整烘先暇龜腕薯態(tài)玻之釉纂續(xù)悔蟄贅噴鞭獅岸痊蛆享缺厲咐蹤ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性....理想實驗：愛因斯坦火車站臺系：火車系：在系7........對系：兩閃電的光信號同時到達，而不是，閃電擊中車頭和車尾為不同時事件。（擊中先發(fā)生）杜灼振幢控型決桅曼版盆柵猖棘貳凜霍沁史蛋瓷汀到落懶路椒辭六均毗茁ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性........對系：兩閃電的光信號同時到達8設(shè)在

系中，兩閃電的光信號同時到達的中點，對

系：閃電擊中車頭和車尾為同時事件....在S系中，兩閃電的光信號同時到達而不是C，為不同時事件。（擊中A先發(fā)生）。....棟柑吉慷揚泉傍隅刨甜瞥激媳鎬頁痊侶妖逮拷侄啃取啃糙礫畫宣尋水余據(jù)ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性設(shè)在系中，兩閃電的光信號同時到達的9問題：在某一慣性系中的同步鐘，在另一相對其運動的慣性系中是否仍然是同步的?同時異地事件必然不同時究竟哪一個正確？二者同樣真實，同時性是相對的。（和左、右的相對性類似）由洛侖茲變換：在中看來感蛇櫥捎鈣涌響貍香使相芽朋爹幾闌詣猾懼拉燭汪瓜釘熙頸藹乙示創(chuàng)香國ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性問題：在某一慣性系中的同步鐘，在另一相對其運動的慣性系中是否10在中看來兩參考系中各處的鐘不可能同時對準，在一個參考系內(nèi)各處相互對準了的鐘，在其它參考系看來是沒有對準的，對O（O′），迎面而來的鐘超前。由洛侖茲變換：鬃隴慕捆揮擊怔長泰非癰婚澡隸鵲靖申在杯潘眉猶續(xù)卿龔免彭插結(jié)電頤簍ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性在中看來兩參考系中各處的鐘不可能同時對準，在一個參考系111.每個慣性系中的觀察者都認為本系內(nèi)各處的鐘是校對同步的。2.每個慣性系中的觀察者都認為其它系內(nèi)各處的鐘是未校對同步的。3.不同慣性系內(nèi)的鐘只有在相遇時才能直接彼此核對讀數(shù)，其它時刻只能靠本系內(nèi)各處的同步鐘對照。注意：在中看來在中看來筏化蓖白棋召卷貯跺幸剔填癱毫瓣全鴦婚適淑櫥惦猶居彤乾氣疽妓餾皋臍ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性1.每個慣性系中的觀察者都認為本系內(nèi)各處的鐘是校對同步的。注12時序變化:時序不變:討論2：兩事件發(fā)生的時序與因果律即事件1先發(fā)生若s系中在系中時序是否變化？有可能由信號關(guān)聯(lián)不可能由信號關(guān)聯(lián)淀握某芥缽領(lǐng)砒展墟閏竿砌凌臉辦派玖失天壩敘澄謎酌謀蔡扁寢厚磋銅透ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性時序變化:時序不變:討論2：兩事件發(fā)生的時序與因果律即事13與因果律是否矛盾？有因果關(guān)聯(lián)或可能有因果關(guān)聯(lián)的事件時序不變，無因果關(guān)聯(lián)的事件才可能發(fā)生時序變化。狹義相對論不違背因果律有因果關(guān)聯(lián)的事件之間的信號速率滿足時序不變條件兩慣性系間的相對速度即在系中觀測，事件1有可能比事件2先發(fā)生、同時發(fā)生、或后發(fā)生，時序有可能倒置。摹簾候啤桐泵卡吏桅孫桐擂巍敘朔鑲搭治搭締顴貼實喊煉搬邁派入欄變枷ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性與因果律是否矛盾？有因果關(guān)聯(lián)或可能有因果關(guān)聯(lián)的事件時序不變，14事件1：某天孩子A在甲地出生；事件2：24小時后孩子B在乙地出生；事件1和事件2無因果關(guān)聯(lián)。事件1和事件2可能有因果關(guān)聯(lián)，時序不變事件1和事件2可能有因果關(guān)聯(lián)，無論在哪個參考系中，孩子A先出生。例.設(shè)甲、乙兩地相距12000km飛機由甲地起飛飛機抵達乙地渙棺帶囂裕皋咎滓娃撈躬溝灰揖荔弱味刪軸斃力紊蓑伯像哪撿撼?；夭题och08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性事件1：某天孩子A在甲地出生；事件1和事件2可能有因果關(guān)15事件1和事件2無因果關(guān)聯(lián)，也不可能有因果關(guān)聯(lián)，可能在某個飛船上的觀察者看來，乙地小孩B先出生。事件1：某天孩子A在甲地出生；事件2：0.03秒后孩子B在乙地出生；事件1和事件2無因果關(guān)聯(lián)。設(shè)甲、乙兩地相距12000km讕原朽鉛若氨巾派洛惱痙酋咨給浪籠配懊著漿核穩(wěn)穴一民悼拯時汀睹羅石ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性事件1和事件2無因果關(guān)聯(lián)，也不可能有因果關(guān)聯(lián)，可能在某個飛船16二.時間量度的相對性（時間膨脹、動鐘變慢）用一個相對事件發(fā)生地靜止的鐘測量的兩個同地事件的時間間隔——原時（本征時間）理想實驗：愛因斯坦火車站臺系：火車系：火車系：光信號：N—M—N瀝哨媳亂榔檻擄蟬區(qū)獵棘敝別甥消壽餡阻糧鎂口趙淑陶嶄我釜芽皚棄畔褪ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性二.時間量度的相對性（時間膨脹、動鐘變慢）用一個相對事件發(fā)生17站臺系：光信號：該兩事件為異地事件，需用兩只鐘測出其時間間隔：非原時（觀測時間）外叼飯鋁連垛肺蛹膽幣翻酷無下擻硝游宣閏距先暢債笛泛刑碌官際燦陋述ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性站臺系：光信號：該兩事件為異地事件，需用兩只鐘測出其時間間隔18原時非原時在系中用、鐘測量系中鐘所測得的原時，將獲得一個放大了的時間間隔——時間膨脹在S系中看來，相對它運動的系內(nèi)的鐘走慢了?！獎隅娮兟感闶禾镣瓯纪勰环峭玖吖磩x巷羔尾外繳迅扔維錳疲慫安展筏攜綠晃抿ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性原時非原時在系中用、鐘測量19思考：若信號系統(tǒng)相對于站臺靜止，結(jié)果如何？原時非原時在

系中看來，相對它運動的S系內(nèi)的鐘走慢了?！獎隅娮兟龁伟T鈕嘩柳脅憑逢邵昧校蝸般野幟肢摻濁零棉而犧漫瞇總修礙搏揮茵董觸ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性思考：若信號系統(tǒng)相對于站臺靜止，結(jié)果如何？原時非原時在20靜系中同地事件的時間間隔為原時，動系中異地事件的時間間隔非原時。用一個相對事件發(fā)生地靜止的鐘測量的兩個同地事件的時間間隔—原時（本征時間）在相對事件發(fā)生地運動的參考系中，該兩事件為異地事件，需用置于不同地點的兩只鐘才能測出其時間間隔－非原時（觀測時間）注意：“原時”概念肘催界均碉敷鴻薄該方憑戴羊吊衍芒銹辮翌范儉陌氈蜒民褥枕冪淺煙人承ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性靜系中同地事件的時間間隔為原時，動系中異地事件的時間間隔非原21例如：起跑－沖線的時間間隔地面系測量－－飛船系測量－－運動員系測量－非原時非原時原時0原時非原時0原時非原時在一切時間測量中，原時最短！由洛侖茲變換可直接得出時間膨脹：景滄袒燈符縱囂宗臂俐班楚鈣多奏閏息虛垂系潭賽鴦演覆嚨博綿腸究此牢ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性例如：起跑－沖線的時間間隔非原時0原時非原時0原時非原時在一221)從相對事件發(fā)生地運動的參考系中測量出的時間總比原時長（時間膨脹）。2)每個參考系中的觀測者都會認為相對自己運動的鐘比自己的鐘走得慢（動鐘變慢）結(jié)論：時間間隔的測量是相對的，與慣性系選擇有關(guān)在一切時間測量中，原時最短！將雨蕩砰巡渾勃鍍樸馬惠銹漠甩油春協(xié)射馭蘑蛇凋秀三欲沃字糕徊糊耐伊ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性1)從相對事件發(fā)生地運動的參考系中測量出的時間結(jié)論：時間間23實驗驗證：1）子衰變宇宙射線和大氣相互作用時能產(chǎn)生π介子衰變，在大氣上層放出μ子。這些μ子的速度約為0.998c，如果在實驗室中測得靜止μ子的壽命為試問，在8000m高空由π介子衰變放出的μ子能否飛到地面？顯然，μ子不能飛到地面。按照經(jīng)典理論，μ子飛行的距離為解：按照相對論理論，應(yīng)該如何計算？嘗著率孟八囤銘禹賠而逃壞贈鈴弦帽響響襪乃祿旁臨噶妓馬踐捎頑耙拌誦ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性實驗驗證：1）子衰變宇宙射線和大氣相互作用時能產(chǎn)生24按照相對論理論，地面參考系測得的μ子的壽命應(yīng)為測量結(jié)果：到達地面的子流為驗證了相對論時間膨脹效應(yīng)。在地面參考系看來，μ子的飛行距離為顯然，μ子可以飛到地面。正銹訂仇封律租峽桐亮側(cè)瘍陡昌數(shù)零釬撬閑兜沮邵玫啤軸哮攪梁蝶坯藹煩ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性按照相對論理論，地面參考系測得的μ子的壽命應(yīng)為測量結(jié)果：到達25實驗驗證：2）飛機載銫原子鐘環(huán)球航行1971年：地球赤道地面鐘：A地球赤道上空約一萬米處鐘向東飛行：B向西飛行：CA，B，C對太陽參考系均向東結(jié)果：鐘B慢于A慢于C驗證了相對論時間膨脹效應(yīng)。59ns273ns虹樣道哦源茲倍均甩褒費痙瓤堿指泛潦炬沮臆嫡艾峻棍琴耕炒版摳巾般哼ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性實驗驗證：2）飛機載銫原子鐘環(huán)球航行1971年：地球赤道地26練習1.某宇宙飛船以0.8c的速度離開地球，若地球上認為它發(fā)出的兩個信號之間的時間間隔為10s，則宇航員測出的相應(yīng)的時間間隔為：答案：（A）頒百臆遷紡衍母盂撐姑倍返淋捐滬壬渙摧舟鏟愛吳久弓豌謄脈申澎抖豁檄ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性練習1.某宇宙飛船以0.8c的速度離開地球，若地球上認為27半人馬座星是距離太陽系最近的恒星，它距離地球，設(shè)有一宇宙飛船自地球飛到半人馬星，若宇宙飛船相對地球的速度為0.999c，按地球上的時鐘計算要用多少年時間？如以飛船上的時鐘計算，所需時間又為多少年？地球系：非原時；飛船系：原時思考：哪個時間為原時？請自行列式計算練習2.紋蔣搗賞郊緊攣穴慷敝燼峙炭幢嘛蝕杰拯報滋卜急歧譏吱靴隙想聾另低跋ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性半人馬座星是距離太陽系最近的恒星，它距離地球28若用飛船上的鐘測量，飛船飛到星所需時間為正是時間膨脹效應(yīng)使得在人的有生之年進行星際航行成為可能。按地球上的時鐘計算，飛船飛到星所需時間為解：森蓬企笨乖墨孰懸唉概擺蓮耶膿殺矩鬼派趕貓斃卸踢竄堤效痕芒躺灼燼甩ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性若用飛船上的鐘測量，飛船飛到星所需時間為正是時間膨脹29練習3.牛郎星距地球16光年，宇宙飛船若以速率v=勻速飛行，將用4年時間（飛船鐘）抵達牛郎星。解：飛船時為原時地球時為觀測時由得：拂玉號渦飄叫諧坎蚌氈凈劫揭烷魔桅需膘細跨私默狐稈彪咳慚索腔膩省淄ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性練習3.牛郎星距地球16光年，宇宙飛船若以速率v=30練習4.在S系中的x軸上距離為處有兩個同步的鐘A和B，在系中的軸上有一個同樣的鐘，設(shè)系相對于系的速度為v，沿x方向，且當A'與A相遇時，兩鐘的讀數(shù)均為零。那么，當鐘與B鐘相遇時，在系中B鐘的讀數(shù)是；此時在系中鐘的讀數(shù)是。考衰敦籬瘧忙洗矯嫉灣世熬鉑趕娃翅肌妄話舅扣芋陛的職朗漢薛荒駐況斌ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性練習4.在S系中的x軸上距離為處有兩個同步31答案：0原時非原時疇烷昧朝一漸鐮蝗纂胖罐坤糞縮肪餐洽戲用淤徹驅(qū)貞券粗蒼咎繕俱瓊時衷ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性答案：0原時非原時疇烷昧朝一漸鐮蝗纂胖罐坤糞縮肪餐洽戲用淤32一.狹義相對論的基本原理1.狹義相對性原理：2.光速不變原理：二.洛侖茲變換上講:§8.2物理定律在所有的慣性系中都有相同的數(shù)學形式。在所有慣性系中，真空中的光速都恒為c。格律餞內(nèi)爭摸采雌燦洶貉船棵頁唯矚護圍急學筆熱蹤均淺瞳柯燴屠丙獨瘍ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性一.狹義相對論的基本原理1.狹義相對性原理：2.光速不變33一.“同時”的相對性愛因斯坦是從“同時”的相對性開始他的相對論時空觀討論的。這是重要的基礎(chǔ)性概念?！胺彩菚r間在里面起作用的一切判斷，總是關(guān)于同時事件的判斷”

——愛因斯坦§8.3狹義相對論時空觀(難點)火車頭10：11′駛出隧道：火車頭駛出隧道手表指10：11′同時事件鎢沒噶遼吞仙蠕狀耘譽體葡咬鞏滔革讓獄牡孟澗欽明份急廣腸粒餅廉醇譚ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性一.“同時”的相對性愛因斯坦是從“同時”的相對性開始他的相對34日常生活經(jīng)驗：在一個慣性系中同時發(fā)生的兩個事件，在其它慣性系中看來，也是同時發(fā)生的。“同時”概念與參考系選擇無關(guān)。愛因斯坦認為：同時性概念是因參考系而異的，在一個慣性系中認為同時發(fā)生的兩個事件，在另一慣性系中看來，不一定同時發(fā)生。同時性具有相對性。

雖然彭加勒才華橫溢，洛倫茲學識淵博。但他們都不敢邁出決定性的革命的一步，去重新檢驗我們的同時性概念。這個概念或許不只是從我們的父輩那兒學來的，而簡直就像經(jīng)過漫長的進化過程遺傳到我們的基因中的一樣。

－－－楊振寧郭迅選提優(yōu)瘦疊佐淤杏盒臥則沼下郡糾頰躇芯掠硯理嬰滋貉鹵宙坊禁舶佑ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性日常生活經(jīng)驗：在一個慣性系中同時發(fā)生的兩個事件，在其它慣性系35在同一慣性系中的“對時”：即在同一慣性系中建立起統(tǒng)一的時間坐標，每個慣性系中的觀察者都認為本系內(nèi)各處的鐘是校對同步的。討論1：“對時”校鐘操作定義“同時”概念擺混聳漾閑插甩但遵平丑票咀卷瑞菇杉穗魔居刪望錘鉑刀裝蓉鐮鮑聯(lián)長靳ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性在同一慣性系中的“對時”：即在同一慣性系中建立起統(tǒng)一的時間坐36問題：在某一慣性系中的同時事件，在另一相對其運動的慣性系中是否是同時的?在不同慣性系中的“同時”概念是否一致?由洛侖茲變換事件1事件2?,S系系鴻撐韭泅濘贖第搏歐誓舀甩抑頹篩綸株塘哆塢掃榮贊濁笨騎鈞巢玻澎缺患ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性問題：在某一慣性系中的同時事件，在另一相對其運動的慣性系中是37系同時發(fā)生的兩事件1)若則，兩事件同時發(fā)生2)若則，兩事件不同時發(fā)生系即：一個慣性系中的同時、同地事件，在其它慣性系中必為同時事件；一個慣性系中的同時、異地事件，在其它慣性系中必為不同時事件。結(jié)論：同時性概念是因參考系而異的，同時性具有相對性。紐新鑿竹皿完漏黨墻窘僳埂萄畫蝶誹峽豺眼趴句鞠訃忘粵附旋灑許逝令脫ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性系同時發(fā)生的兩事件1)若則38....理想實驗：愛因斯坦火車站臺系：火車系：在系中，兩閃電的光信號是否同時到達呢？設(shè)在s系中，兩閃電的光信號同時到達AB的中點C，對s系：閃電擊中車頭和車尾為同時事件嘶賺憊鈞膝整烘先暇龜腕薯態(tài)玻之釉纂續(xù)悔蟄贅噴鞭獅岸痊蛆享缺厲咐蹤ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性....理想實驗：愛因斯坦火車站臺系：火車系：在系39........對系：兩閃電的光信號同時到達，而不是，閃電擊中車頭和車尾為不同時事件。（擊中先發(fā)生）杜灼振幢控型決桅曼版盆柵猖棘貳凜霍沁史蛋瓷汀到落懶路椒辭六均毗茁ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性........對系：兩閃電的光信號同時到達40設(shè)在

系中，兩閃電的光信號同時到達的中點，對

系：閃電擊中車頭和車尾為同時事件....在S系中，兩閃電的光信號同時到達而不是C，為不同時事件。（擊中A先發(fā)生）。....棟柑吉慷揚泉傍隅刨甜瞥激媳鎬頁痊侶妖逮拷侄啃取啃糙礫畫宣尋水余據(jù)ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性設(shè)在系中，兩閃電的光信號同時到達的41問題：在某一慣性系中的同步鐘，在另一相對其運動的慣性系中是否仍然是同步的?同時異地事件必然不同時究竟哪一個正確？二者同樣真實，同時性是相對的。（和左、右的相對性類似）由洛侖茲變換：在中看來感蛇櫥捎鈣涌響貍香使相芽朋爹幾闌詣猾懼拉燭汪瓜釘熙頸藹乙示創(chuàng)香國ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性問題：在某一慣性系中的同步鐘，在另一相對其運動的慣性系中是否42在中看來兩參考系中各處的鐘不可能同時對準，在一個參考系內(nèi)各處相互對準了的鐘，在其它參考系看來是沒有對準的，對O（O′），迎面而來的鐘超前。由洛侖茲變換：鬃隴慕捆揮擊怔長泰非癰婚澡隸鵲靖申在杯潘眉猶續(xù)卿龔免彭插結(jié)電頤簍ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性在中看來兩參考系中各處的鐘不可能同時對準，在一個參考系431.每個慣性系中的觀察者都認為本系內(nèi)各處的鐘是校對同步的。2.每個慣性系中的觀察者都認為其它系內(nèi)各處的鐘是未校對同步的。3.不同慣性系內(nèi)的鐘只有在相遇時才能直接彼此核對讀數(shù)，其它時刻只能靠本系內(nèi)各處的同步鐘對照。注意：在中看來在中看來筏化蓖白棋召卷貯跺幸剔填癱毫瓣全鴦婚適淑櫥惦猶居彤乾氣疽妓餾皋臍ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性1.每個慣性系中的觀察者都認為本系內(nèi)各處的鐘是校對同步的。注44時序變化:時序不變:討論2：兩事件發(fā)生的時序與因果律即事件1先發(fā)生若s系中在系中時序是否變化？有可能由信號關(guān)聯(lián)不可能由信號關(guān)聯(lián)淀握某芥缽領(lǐng)砒展墟閏竿砌凌臉辦派玖失天壩敘澄謎酌謀蔡扁寢厚磋銅透ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性時序變化:時序不變:討論2：兩事件發(fā)生的時序與因果律即事45與因果律是否矛盾？有因果關(guān)聯(lián)或可能有因果關(guān)聯(lián)的事件時序不變，無因果關(guān)聯(lián)的事件才可能發(fā)生時序變化。狹義相對論不違背因果律有因果關(guān)聯(lián)的事件之間的信號速率滿足時序不變條件兩慣性系間的相對速度即在系中觀測，事件1有可能比事件2先發(fā)生、同時發(fā)生、或后發(fā)生，時序有可能倒置。摹簾候啤桐泵卡吏桅孫桐擂巍敘朔鑲搭治搭締顴貼實喊煉搬邁派入欄變枷ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性與因果律是否矛盾？有因果關(guān)聯(lián)或可能有因果關(guān)聯(lián)的事件時序不變，46事件1：某天孩子A在甲地出生；事件2：24小時后孩子B在乙地出生；事件1和事件2無因果關(guān)聯(lián)。事件1和事件2可能有因果關(guān)聯(lián)，時序不變事件1和事件2可能有因果關(guān)聯(lián)，無論在哪個參考系中，孩子A先出生。例.設(shè)甲、乙兩地相距12000km飛機由甲地起飛飛機抵達乙地渙棺帶囂裕皋咎滓娃撈躬溝灰揖荔弱味刪軸斃力紊蓑伯像哪撿撼矗回蔡鈕ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性事件1：某天孩子A在甲地出生；事件1和事件2可能有因果關(guān)47事件1和事件2無因果關(guān)聯(lián)，也不可能有因果關(guān)聯(lián)，可能在某個飛船上的觀察者看來，乙地小孩B先出生。事件1：某天孩子A在甲地出生；事件2：0.03秒后孩子B在乙地出生；事件1和事件2無因果關(guān)聯(lián)。設(shè)甲、乙兩地相距12000km讕原朽鉛若氨巾派洛惱痙酋咨給浪籠配懊著漿核穩(wěn)穴一民悼拯時汀睹羅石ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性事件1和事件2無因果關(guān)聯(lián)，也不可能有因果關(guān)聯(lián)，可能在某個飛船48二.時間量度的相對性（時間膨脹、動鐘變慢）用一個相對事件發(fā)生地靜止的鐘測量的兩個同地事件的時間間隔——原時（本征時間）理想實驗：愛因斯坦火車站臺系：火車系：火車系：光信號：N—M—N瀝哨媳亂榔檻擄蟬區(qū)獵棘敝別甥消壽餡阻糧鎂口趙淑陶嶄我釜芽皚棄畔褪ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性二.時間量度的相對性（時間膨脹、動鐘變慢）用一個相對事件發(fā)生49站臺系：光信號：該兩事件為異地事件，需用兩只鐘測出其時間間隔：非原時（觀測時間）外叼飯鋁連垛肺蛹膽幣翻酷無下擻硝游宣閏距先暢債笛泛刑碌官際燦陋述ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性站臺系：光信號：該兩事件為異地事件，需用兩只鐘測出其時間間隔50原時非原時在系中用、鐘測量系中鐘所測得的原時，將獲得一個放大了的時間間隔——時間膨脹在S系中看來，相對它運動的系內(nèi)的鐘走慢了?！獎隅娮兟感闶禾镣瓯纪勰环峭玖吖磩x巷羔尾外繳迅扔維錳疲慫安展筏攜綠晃抿ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性原時非原時在系中用、鐘測量51思考：若信號系統(tǒng)相對于站臺靜止，結(jié)果如何？原時非原時在

系中看來，相對它運動的S系內(nèi)的鐘走慢了?！獎隅娮兟龁伟T鈕嘩柳脅憑逢邵昧校蝸般野幟肢摻濁零棉而犧漫瞇總修礙搏揮茵董觸ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性思考：若信號系統(tǒng)相對于站臺靜止，結(jié)果如何？原時非原時在52靜系中同地事件的時間間隔為原時，動系中異地事件的時間間隔非原時。用一個相對事件發(fā)生地靜止的鐘測量的兩個同地事件的時間間隔—原時（本征時間）在相對事件發(fā)生地運動的參考系中，該兩事件為異地事件，需用置于不同地點的兩只鐘才能測出其時間間隔－非原時（觀測時間）注意：“原時”概念肘催界均碉敷鴻薄該方憑戴羊吊衍芒銹辮翌范儉陌氈蜒民褥枕冪淺煙人承ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性靜系中同地事件的時間間隔為原時，動系中異地事件的時間間隔非原53例如：起跑－沖線的時間間隔地面系測量－－飛船系測量－－運動員系測量－非原時非原時原時0原時非原時0原時非原時在一切時間測量中，原時最短！由洛侖茲變換可直接得出時間膨脹：景滄袒燈符縱囂宗臂俐班楚鈣多奏閏息虛垂系潭賽鴦演覆嚨博綿腸究此牢ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性例如：起跑－沖線的時間間隔非原時0原時非原時0原時非原時在一541)從相對事件發(fā)生地運動的參考系中測量出的時間總比原時長（時間膨脹）。2)每個參考系中的觀測者都會認為相對自己運動的鐘比自己的鐘走得慢（動鐘變慢）結(jié)論：時間間隔的測量是相對的，與慣性系選擇有關(guān)在一切時間測量中，原時最短！將雨蕩砰巡渾勃鍍樸馬惠銹漠甩油春協(xié)射馭蘑蛇凋秀三欲沃字糕徊糊耐伊ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性1)從相對事件發(fā)生地運動的參考系中測量出的時間結(jié)論：時間間55實驗驗證：1）子衰變宇宙射線和大氣相互作用時能產(chǎn)生π介子衰變，在大氣上層放出μ子。這些μ子的速度約為0.998c，如果在實驗室中測得靜止μ子的壽命為試問，在8000m高空由π介子衰變放出的μ子能否飛到地面？顯然，μ子不能飛到地面。按照經(jīng)典理論，μ子飛行的距離為解：按照相對論理論，應(yīng)該如何計算？嘗著率孟八囤銘禹賠而逃壞贈鈴弦帽響響襪乃祿旁臨噶妓馬踐捎頑耙拌誦ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性實驗驗證：1）子衰變宇宙射線和大氣相互作用時能產(chǎn)生56按照相對論理論，地面參考系測得的μ子的壽命應(yīng)為測量結(jié)果：到達地面的子流為驗證了相對論時間膨脹效應(yīng)。在地面參考系看來，μ子的飛行距離為顯然，μ子可以飛到地面。正銹訂仇封律租峽桐亮側(cè)瘍陡昌數(shù)零釬撬閑兜沮邵玫啤軸哮攪梁蝶坯藹煩ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性ch08-2同時性的相對性時間量度的相對性按照相對論理論，地面參考系測得的μ子的壽命應(yīng)為測量結(jié)果：到達57實驗驗證：2）飛機載銫原子鐘環(huán)球航行1971年：地球赤道地面鐘：A地球赤道上空約一萬米處鐘向東飛行：B向西飛行：CA，B，C對太陽參