第6章狹義相對論

1、第6章狹義相對論要求掌握13和6，其中重點是2和3。基本要求、重點如下。1.歷史背景和實驗基礎(chǔ)經(jīng)典時空理論主要特征：絕對時間和空間，時空獨立性，伽利略變換;對麥克斯韋方程可變性的幾種觀點，以太;麥克爾遜莫雷實驗：目的，實驗中的假定，實驗裝置，結(jié)果及意義。2.狹義相對性基本原理相對性原理與光速不變原理22間隔不變性S=SX-Vt洛倫茲變換*3.時空理論同時的相對性;運動尺度收縮運動時鐘延緩=lo，固有長度，收縮是相對的;At2/ic2,，固有時間，延緩也是相對的;Ux-V4.速度變換公式uyuy1-u2/UzJ1%1-UxV2c5.相對論力學(xué)運動質(zhì)量m=m0_物體的動量P=mv物體的能量W=mc

2、2，動量物體的能量W=mc2，動量2T二W-W0=(m-m0)c能量動量和質(zhì)量之間的關(guān)系式:能量動量和質(zhì)量之間的關(guān)系式:W=.P2c2m2oc4（對于光子，m0二0,W二Pc,P二k,W二）（對于光子，m0二0,W二Pc,P二k,W二）-dP-運動定律F（在相對論中F=ma）,dt-dWFv=dt105.從狹義相對論理論可知在不同參考系觀測，兩個事件的空間間隔不變時間間隔不變時空間隔不變空間間隔不變時間間隔不變時空間隔不變時空間隔可變106.狹義相對論的相對性原理是 麥克爾遜實驗的結(jié)果 麥克爾遜實驗的結(jié)果 洛侖茲變化的直接推論 光速不變原理的表現(xiàn)形式 光速不變原理的表現(xiàn)形式 物理學(xué)的一個基本原

3、理107.狹義相對論光速不變原理的內(nèi)容是 光速不依賴光源的運動速度 光速不依賴光源的運動速度 光速的大小與所選參照系無關(guān) 光速是各向同性的 光速是各向同性的 以上三條的綜合108用狹義相對論判斷下面哪一個說法不正確真空中的光速是物質(zhì)運動的最大速度真空中的光速是物質(zhì)運動的最大速度光速的大小與所選參照系無關(guān)真空中的光速是相互作用的極限速度真空中的光速是相互作用的極限速度光速的方向與所選的參照系無關(guān)109在一個慣性參照系中同時同地地兩事件在另一慣性系中為同時不同地的兩事件為同時同地的兩事件 為不同時同地的兩事件為不同時不同地的兩事件110.在一個慣性參照系中觀測到兩事件有因果關(guān)系，則在另一參照系中兩

4、事件（因果關(guān)系不變 因果關(guān)系倒置因果關(guān)系不能確定因果關(guān)系不能確定無因果關(guān)系111.設(shè)一個粒子的靜止壽命為10*秒，當(dāng)它以0.9c的速度飛行時壽命約為.8_8_8_82.2910秒0.4410秒0.7410秒1.3510秒112.運動時鐘延緩和尺度收縮效應(yīng)二者無關(guān)二者相關(guān)是主觀感覺的產(chǎn)物與時鐘和物體的結(jié)構(gòu)有關(guān)一個物體靜止在二系時的靜止長度為|0，當(dāng)它靜止在z/系時，z/系的觀測者測到該物體的長度為（設(shè)Z/相對三系的運動速度為0.9c）0.441。2.291010不能確定在匕系測到兩電子均以0.6c的速率飛行但方向相反，則在匕系測到它們的相對速率為0.6c0151.2c一c17一觀測者測到運動著的

5、米尺長度為0.5米（此尺的固有長度為1米），則此尺的運動速度的大小為113.114.115.116.117.118.119.120.139.v140.2.8O08聽2.6X06嘆（2.6H08嘆2.2如08相對論的質(zhì)量、能量和動量的關(guān)系式為W=丄mv2W=1mv2mghWc2p2m02c422W=mgh一個靜止質(zhì)量為m0的物體在以速度v運動時的動能為121222TmvTmvm0cT=(m-m0)c22一個靜止質(zhì)量為一個靜止質(zhì)量為m0的物體在以速度v運動時的動量大小為p=m0vp=mep=mc真空中以光速c運動的粒子，若其動量大小為212W=m0cWmeW=pc2下列方程中哪一個不適用于相對論力

6、學(xué)dpdWFFv二dtdt一根長度為1m的尺靜止于慣性系s中，相對于s系沿ox軸方向運動時，測出尺與1.0m:0.8mmv21亠cp，則其能量為不能確定dmF=mavdt且與ox軸方向成300夾角，當(dāng)觀察者以速度ox軸方向的夾角成45。他測出尺的長度:0.6m:0.5m。（為:）當(dāng)一顆子彈以0.6C（C為真空中的光速）的速度運動時，其質(zhì)量與靜止質(zhì)量之比為：1.25；1.35;1.45;1.55。（）141.將靜止質(zhì)量為mo141.將靜止質(zhì)量為mo的靜止粒子加速到0.6C（C為真空中光速）所需作的功為：0.15moC2:0.25moC:0.35m0C2:0.45m0C2。（）（二）填空題邁克爾遜

7、等實驗否定了的存在。62. 伽利略變換所反映的時空觀的主要特征是分離。63. 雙星運動的觀測說明光速與無關(guān)。64. 愛因斯坦提出的兩條狹義相對論基本假設(shè)是。65. 按照相對論原理，所有慣性系都是。66. 按照相對論原理，物理規(guī)律對于所有慣性參考系都可表示為真空中的光速相對任何慣性系，沿任一方向恒為。67. 真空中的光速是物質(zhì)運動的速度。68. 真空中的光速是一切相互作用傳播的速度。69. 時間1和事件2之間的間隔的平方為。70. 伽利略變換公式為。71. 洛倫茲變換公式為。72. 設(shè)物體的靜止質(zhì)量為mo，則物體以速度v運動時具有的能量為物體能量動量和質(zhì)量的關(guān)系式為。90.尺度收縮和時鐘延緩效應(yīng)

8、是相對論中兩個的效應(yīng)。五）證明題利用洛倫茲坐標變換證明運動尺度收縮公式18. 利用間隔不變性證明運動時鐘延緩公式利用洛倫茲坐標變換證明相對論速度變換公式（六）計算題設(shè)有兩根互相平行的尺，在各自靜止的參考系中的長度均為10,他們以相同速率v相對于某一參考系運動，但運動方向相反，且平行于尺子。求站在一根尺上測量另一根尺的長度。12. 靜止長度為I。的車廂，以速度v相對于地面S運行，車廂的后壁以速度Uo向前推出一個小球，求地面觀察者看到小球從后壁到前壁的運動時間。13. 在坐標系a中，有兩個物體都以u速度沿x軸運動，在a系看來，他們一直保持距離I不變，今有一觀察者以速度v沿x軸運動，他看到這兩個物體的距離是多少?14. 一把直尺相對7系靜止，直尺與x軸交角為t,今有一觀察者以速度v沿X軸運動，他看到直尺與X軸交角二有何變化？15. 靜質(zhì)量為m,電荷為e的粒子通過電勢差為V的電場后將獲得多大的速度？（設(shè)粒子的初速度為零）動量為k，能量為I。的光子撞在靜止電子上，散