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1、一）同时的相对性(Relativity of simultaneity),在经典物理学中两件事是否同时，无论从哪个参照 系来看，结论都有是一致的。在相对论中呢？,设在K系中， 发生两件事：,若同时：,但,即K系认为同时的两件事，K系测量是不同时的,设在K系中：,若同时：,但,即K系认为同时的两件事，K系测量是不同时的,在K系来看，这两件事发生间是：,爱因斯坦火车,火车上的观察者说：光源在火车中点，光速为C，故必同时到达A、B点。,地面的观测者说：光源在地面AB的中点，应同时 到达AB两点，在火车上先到达B点，后到A点。,同时到达A、B,那么谁说的对呢？爱因斯坦说都对。因为同时 本来就是相对的。
2、,二）长度的收缩,设一杆平行于X轴静止于 K系，测得其长度：,（本征长度）,相对物体静止的参照系测得 的长度称之为本征长度。,K系来观测呢？同时测量杆的两端坐标值为,杆长,依“LT”,同时 测量,依“LT”,又若在K系中有一静止的棒，本征长度,K系中观测棒长也 是比本征长度短了,例：一宇宙飞船静止在地面时长为20米，当其以 0.99C飞行时，地面观测者测得宇宙飞船长多少？,解：由题意，K系中飞船静长,故K系测得的长度,反过来，飞船观测地面测出长为20米长的东西也只有2.8米了。,测量此空姐 变苗条了！,汤姆斯先生的奇遇,注意：长度测量的相对性是同时相对性的必然结果。因为相对有运动的参照系测量物
3、体长度时，要同时测量，而你认为同时时，另一参照系不认为是同时的。各有各的同时性标准，因此长度的测量变得具有相对性了。,三）时间的延缓（膨胀）,在经典物理中，时间的测量是绝对的，一秒就是一秒，哪个参照系测量都是一样。相对论中呢？,X,设在K系发生一件事-举手,开始时刻,放下时刻,测得的时间,（本征时间）,时间膨胀了，即K系观测时，过程变慢了。,由“LT”同样可得：,即K系看来时间膨胀了,（本征）,时间延缓的实验验证：,1966-1967年欧洲原子核研究中心（CERN）对 粒子进行了研究。粒子是一种基本粒子，在静系中测得的寿命为0=2.210-6秒.当其加速到v= 0.9966C时,它漂移了八公里
4、.,依牛顿定律,寿命不变,故漂移距离为:,依相对论:当粒子加速至於0.9966C时,寿命为:,故漂移的距离为:,与实验情况吻合得很好!,注意:时间的延缓是时空的自身的一种特性,与过程是生物的,化学的还是机械的无关!包括人的生命.为此介绍双生子佯谬.(Twin paradox),一对双生兄弟:“明明”和“亮亮”,在他们20岁生曰的时候 ,明明坐宇宙飞船去作一次星际旅游,飞船一去一回作匀速直线运动,速度为0.9998C.明明在天上过了一年,回到地球时,亮亮已多大年龄?,取飞船为K系 地球为K系， 飞船飞出为事 件“1”，飞回为 事件“2”,对K系：,对K系：,取飞船为K系 地球为K系， 飞船飞出为
5、事 件“1”，飞回为 事件“2”,对K系：,对K系：,因为亮亮在地球上过了一年，赶回来祝贺的是71岁的明明。,1971年国际上将铯原子钟放在速度为10-6C的飞机上环绕地球飞行，然后与地面上的钟比较，发现飞机飞机上的钟慢了。实际上是一个广义相对论的问题，此分析与广义相对论的结论一致。,这就是双生子佯谬，明明和亮亮到底是谁年轻 呢？人们迷惑不解。有些人用这来攻击 相对论。 其实不是相对论有问题。是人们不恰当地应用了 相对论。相对论只适用于惯性系，飞船一去一回 要加速和减速，不是惯性系，因此飞船上的结论 是不正确的。地球上亮亮年老的结论是正确的。,四）时序的相对性（时刻顺序的相对性）,设在K系X1
6、处t1时刻发生事件“1”，（进门）,设在K系X2处t2时刻发生事件“2”，（开灯）,显然：,，“1”在先，“2”在后,，“1”，“2”同时,，“1”在后，“2”在先,时序不变,同时,时序颠倒,上式中：,时序决定于,X1。t1,X2. t2,1）当,K系看小 甲、小乙 同时出生,例：在地球上甲地（X1）,t1时刻有一小孩出生（王小甲）;在地球乙地（X2）,t2时刻有另一小孩出生（李小乙），且t2-t1=0.006s,(小甲先生,小乙后生)甲、乙两地相距X2-X1=3000km，那么在一个飞船上看来谁先出生？,X1。t1,X2. t2,1）当,K系看小 甲后生、 小乙先生 时序颠倒,但是有些事情时
7、序是否也可以颠倒呢？如先播种 、后收获，打蓝球先出手后进球，乃至父母先生、儿女后生等类似的事情时序能否颠倒呢？,五）狭义相对论中的速度变换,在两个惯性系中观测一个质点速度之间的关系,设质点在两参照 系中的坐标为：,显然有：,依“LT”,整理：,注意：1）作为一种特殊情况：,则变换只剩下X方向的分量：,注意：2）当：,例1）从地球上发射一飞船B，相对地球的速度为0.6C,之后飞船又发射一小飞船A.飞船A相对B的速度也是0.6C,求飞船A相对地球的速度.,A,解:以地球为K系,飞船B为K系,依经典理论:,依新理论:,解:,例2):K系沿K系X轴作速度为 的匀速运动,K系中有一光源发出一光子(光速为C).求K系中测得的该光子的光速.,
