时间延缓长度收缩

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1、运动时钟变慢 考察一只高速运动的时钟方法：研究一个物理过程的时间间隔，在两个惯性系中比较：两个事件的时间间隔。按当地钟测当地时的约定，研究事件的特点： 大学物理课件第大学物理课件第6 6章章 时间延缓长度收缩时间延缓长度收缩( (狭义相对论的时空观狭义相对论的时空观) )一、时间延缓延缓( (不同系中描述关系不同系中描述关系) )1在某系中(如 S系)，两个事件先后发生在同一地点在另一系中(如S系)，这两个事件发生在两个地点事件1事件2时间间隔由 一只钟测出两只钟两系所测时间间隔的关系？特殊条件21. 原时 Proper time 两地时2. 原时最短 时间膨胀在某一参考系中，同一地点先后发生

2、的两个事件之间的时间间隔叫原时，或固有时。考察S 中的一只钟两地时原时一只钟3由洛仑兹逆变换原时最短42） 对同一过程，原时只有一个固有时 本性时 本征时例：基本粒子 子的寿命 =？通过高能物理实验取得的数据是：运动速度讨论 物理过程 化学过程生命过程从出生到死亡走过的距离1） 运动时钟变慢效应是时间本身的客 观特征,适宜一切类型的钟5解：把 子静止的参考系定为 S 系实验室参考系 定为 S 系S中是原时S中是两地时6基本数据73）双生子效应 twin effect20岁时，哥哥从地球出发乘飞船运行10年后 再回到地球 ，弟兄见面的情景？哥哥测的是原时，弟弟测的是两地时20.5 岁和 30岁飞

3、船速度仙境一天，地面一年8问题：相对的加速 - 非惯性系， 与引力场等价，时 钟变慢。广义相对 论若用到一对夫妻身上（丈夫宇航）会怎样呢？生命在 于运动20.5 岁和 30岁初始见面时 9利用飞机进行运动时钟变慢效应的实验10二、长度收缩对运动长度的测量问题怎么测？同时测1.原长棒静止时测得的它的长度也称静长 ，只有一个。棒静止在S系中静长11棒以极高的速度相对S系运动S系测得棒的长度值是什么呢？事件1：测棒的左端事件2：测棒的右端同时测的条件相应的时空坐标? 12事件1：测棒的左端事件2：测棒的右端2.原长最长 由洛仑兹变换131）相对效应 2）纵向效应a）垂直运动方向长度不变（火车过隧道）

4、讨论讨论若均匀带电为Q电量是相对论不变量高速运动 的立方体b）运动的棒在与运动方向的夹角变大。143） 在低速下 伽利略变换4）同时性的相对性的直接结果一根尺静止在S系中S系中测量这根高速运动的尺 按约定，同时测尺的两端A、BA B坐标值差由同时性的相对性, S 系 认为，测 B 端在先 动长小于静长损失的动能转换成静能结合能（碰后静止 ）45五、相对论的动量能量关系式由两边平方得记住这个三角形46例 若把能量0.50*106eV给予电子，让其垂直于磁 场运动，其轨迹为半径为2.0cm的圆。问（1）该磁场 磁感应强度B为多大？（2）电子的动质量为静质量的 多少倍？解（1）由可得（2）本题不可用

5、经典方法求动量和速度，因为其动能已与 静能0.512eV接近。实际上，当 时，经典误差已不可忽略。47六、 相对论动量能量变换*（要求：以后会使用 ） ？用类比方 法推导1）由E P关系即说明是洛仑兹不变量481） 由E P关系是洛仑兹不变量2）由时空变换是洛仑兹不变量3）对比相应的量有等4）类比 洛仑兹坐标变换得出 动量 能量变换或49等类比50附：质量与速度关系证明*一、相对论动力学方程二、实验证明51一、 狭义相对论动力学方程寻找微分质量关系式 得结果 ：52例: 分析垂直进入均匀磁场中的带电粒子运动情况已知:磁感强度为0 分析：圆周运动实验验证 m 与v 关系的理论基础1908年德国布歇勒做出了质量与速度的关系有力地支持了相对论53产生均匀磁场的线圈-镭源产生均匀电场的平行板电容器-感光底片实验物理学 家是伟大的实验装置二、实验验证54他山之石n1、以太n2、时间的定义n3、超光速运动的可能性n4、洛伦兹变换n5、宇宙大爆炸学说是否正确第6章结束 55