




版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)
文檔簡介
1、第 五 章,相對論的創(chuàng)建是二十世紀物理學最偉大的成就之一。1905年愛因斯坦建立了基于慣性參考系的時間、空間、運動及其相互關(guān)系的物理新理論狹義相對論。1915年愛因斯坦又將狹義相對論原理向非慣性系進行推廣,建立了廣義相對論,進一步揭示了時間、空間、物質(zhì)、運動和引力之間的統(tǒng)一性質(zhì)。,本章重點介紹狹義相對論的基本原理。,一、牛頓時空觀的回顧,(1)位移:,(2)速度:,即:,(3)加速度:,若v =常數(shù),則 a牽=0,,1.牛頓的絕對時空觀,伽利略速度相加定律,長度測量的絕對性,時間測量的絕對性,兩個參照系相對速度: v C,1,2.伽利略坐標變換,或:,設(shè)S 系沿S 系的 x 軸以速度v 運動,
2、 并且 to= to = 0 時,S 與S 重合。,x,vt,S,2,任意 t 時刻:,如:牛頓定律,力學規(guī)律,在 慣性系觀察,s,在 慣性系觀察,在一切慣性系中,力學規(guī)律相同。,稱為,伽利略相對性原理,電磁學規(guī)律,P 處有兩個點電荷,規(guī)律不相同,無實驗根據(jù),1. 牛頓時空觀在高速運動領(lǐng)域不成立,C與參照系無關(guān),真空中的光速:,兩個參照系相對運動的速度 v C, 且 v =常數(shù) 時:,o=8.8510-12 o=4 10-7,= 2.99108 m/s,二、愛因斯坦時空觀,對所有慣性系,物理 規(guī)律都是相同的。,在任何慣性系中, 光在真空中的速率都 等于同一量值C 。,2.愛因斯坦的兩個基本假設(shè)
3、,6,(1)相對性原理,不存在任何一個特殊的慣性參照系。,(2)光速不變原理,3. 由光速不變原理得出的有關(guān)結(jié)論,(1)同時的相對性,設(shè)如下思想實驗:,y,y,x,x,A,B,M,v,O,在 S 系中觀察:,光到達A 和光到達B 這兩事件不會同時發(fā)生!,光到達A和光到達B這兩事件同時發(fā)生!,在 S系中觀察:,7,1,(1)沿兩慣性系相對 運動方向發(fā)生的 兩個事件,在其 中一個慣性系中 表現(xiàn)同時,在另一慣性系中觀察總是在前一 慣性系運動的后方那一事件先發(fā)生。,(2)對不同參照系,同樣兩事件之間的時間間隔 是不同的。,相對論效應之一:同時的相對性,結(jié)論,S 相對S 系的速度越大,在S系測兩事件的時
4、間間隔就 越長。,8,(2)時間膨脹(運動的時鐘變慢),設(shè)S 系中,A 點有一閃光光源和一接收器, 并在Y 軸放一反射鏡。,Y,Y,A,d,在S 系看:,兩事件時間間隔:,Y,L,L,X,X,X,X,在S系看:,顯然:,9,1,2,在S 系同一地點發(fā)生的 兩個事件的時間間隔為t ,在S系測同樣兩事件的 時間間隔總是要長一些:,定義:在某一參照系同一地點先后發(fā)生的兩個事件 之間的時間間隔叫作原時。,顯然: 為原時。,原時最短!,相對論效應之二:時間膨脹效應(時鐘延緩),結(jié)論,10,考慮時間膨脹效應:,則:,例1.帶正電的介子是一種不穩(wěn)定的粒子,當它靜止時, 平均壽命 t =2.510-8s,然后
5、衰變?yōu)橐粋€介子和 一個中微子。在實驗室產(chǎn)生一束v =0.99C的介子, 并測得它在衰變之前通過的平均距離為52m。這些 測量結(jié)果說明什么?,解:若不考慮相對論效應,它在實驗室走過的距離為:,“洞中方一日,世上已千年”,= 2.5 10-8s,=1.8 10-7s,11,騎在一束光上是什么感覺?,問:一個光子的壽命?,時間是靜止的!,永遠年青!,12,例2.一宇宙飛船以 v = 9 103 m/s 的速率相對地面 勻速飛行,飛船上的鐘走了5s,地面上的鐘測 量經(jīng)過了多少時間?,解:,所以,當 v c 時: 與參照系無關(guān)。,則:,原時,13,= 5.000000002 s,(3)運動的尺變短,例如
6、:在地面測正在以速度v 行駛的車的長度。,A,B,x1,X,X,y,y,o,o,垂直運動方向不受影響:,在S 系測車的長度為:,在S 系測量:,t +t 時刻,,在S 系看:,而:,S 系測車的長度:,v,車的長度:, L,y=y,L=x2x1,L= vt,z=z,B 經(jīng)過 x2=x1+vt 點,原時,x1點走過的距離為L,,所用時間:,t 時刻 , B 經(jīng)過x1點;,L,A 經(jīng)過x1點,,14,=vt,.,1,2,3,相對某一參照系靜止的棒長度為L,在另一 參照系看要短一些即:L L,定義:物體相對參照系靜止時,測得物體的長 度為原長。,顯然:原長最長,相對論效應之三: 運動的尺度縮短,結(jié)論
7、,15,例3. S系與S 系是坐標軸相互平行的兩個慣性系,S 系 相對S系沿X軸正向勻速運動。一根剛性尺靜止在 S 系中與X 軸成30o角,今在S系中觀察得該尺與 X軸成45o角,則S 系相對S 系的速度是多少?,解: 在S系:,在S 系:,17,?,問:車過橋時S 和 S是否認為橋長可容納全車長?,例4. 已知,S看:,而車長,=173.2 (m),而橋長是相對論長度,200 m,解:,橋靜車動,橋長是原長,S 看:,車靜橋動,車長是原長,不可以,175 m,19,例5. 5m 長的宇宙飛船,以 v =9103 m/s 相對地面飛行, 在地面上測其長度為:,可見:L L,即:當 vC 又回到牛頓時空觀。,= 4.999999998 m,18,即:,得:,欲使飛船收縮到原長的一半,飛船的速度v=?,同時性的相對性,運動的時鐘變慢,運動的尺子縮短,愛因斯坦時空觀小結(jié),1. 牛頓時空觀在高速運動領(lǐng)域不成立,2.愛因斯坦相對性原理,3.光速不變原理,4. 由光速不變原理得出的有關(guān)結(jié)論,原時最短,19,顯然這些結(jié)論與 牛頓時空及伽利略 變換相矛盾?,作業(yè): 5T6、T7、T8,雙星觀測,兩顆繞共同質(zhì)心O 旋轉(zhuǎn)的恒星A、B,光速與光源運動狀態(tài)無關(guān)的實例,討論 B(伴星)的運動:,光速,不是亮點,應是,一個亮
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 電商選品師崗位面試問題及答案
- 電機銷售員崗位面試問題及答案
- 財務風控專員崗位面試問題及答案
- 網(wǎng)絡信息內(nèi)容審核員崗位面試問題及答案
- 私域流量運營師崗位面試問題及答案
- 河北省滄州市孝子墓中學2025年高一化學第二學期期末預測試題含解析
- 云南省元江民中2025屆高一下化學期末達標檢測模擬試題含解析
- 2025屆廣西梧州市岑溪市高一下化學期末統(tǒng)考試題含解析
- 公園流動漁具管理辦法
- 春節(jié)車票報銷管理辦法
- 水泥場地改造方案(3篇)
- 資材部安全生產(chǎn)責任制
- 既有建筑節(jié)能綜合改造項目可行性研究報告
- 貴州省銅仁市萬山區(qū)2024-2025學年部編版七年級下學期6月期末歷史試題(含答案)
- 2025年工程管理基礎(chǔ)知識考試試卷及答案
- 礦山生態(tài)修復方案
- 2024年江西省公安廳招聘警務輔助人員考試真題
- 聯(lián)想銷售人員管理制度
- 貴州2023年高中學業(yè)水平合格性考試地理試卷真題(含答案詳解)
- 乙烯 - 辛烯溶液共聚反應機理及聚合物鏈結(jié)構(gòu)調(diào)控策略探究
- 煤礦隱蔽致災因素普查成果礦井自查表
評論
0/150
提交評論