§15.3 狭义相对论的时空观

§15.3狭义相对论的时空观一.同时性的相对性二.时间延缓三.长度收缩一.同时性的相对性v乙•同时接受到前后灯信号，两灯同时亮•灯同时亮,火车运动使乙首先接受到前灯信号甲接受的信号乙接受的信号甲乙接受的信号甲1.地面观测者观测地面v•先接到前灯信号，所以前灯先亮•地面的运动抵消了发光的时间差,使甲同时接受到前后灯信号乙甲甲接受的信号乙接受的信号2.车上观测者观测火车甲乙接受的信号v两个异地事件，在一个惯性系中是同时的，在另一个惯性系中观察，则总是前面的事件先发生。总结：同时接受两灯信号两灯同时亮先接到前灯信号前灯先亮v两灯同时点亮乙先接受到前灯信号乙甲同时接收到光信号两信号传播路程相同乙位移两灯非同时点亮乙先接受到前灯信号两信号传播路程相同?乙接收两信号在车系属同地事件，时序是绝对的u二.时间延缓h车上测者测量'2tch火车系uthu二.时间延缓2222tuhl21cut'tl•同地事件时间间隔——原时t‘最短。在火车上，信号的发出和接收属同地事件，测得时间间隔称为原时地面系tcl2'2tch火车系h•一对事件，在不同的惯性系中，时间间隔不同；'tt当uc时，孪生子效应讨论例介子是不稳定粒子。从粒子产生到衰变所经历的时间称为粒子寿命。测得静止介子的平均寿命o=2108s.某加速器产生的介子以速率u=0.98c相对实验室运动。求介子衰变前在实验室中通过的平均距离。分析以粒子产生、衰变为两个事件S'uABm5.29uτAB粒子系S’：静止寿命sτ80102s100051)/(1720.cuττ地面系S：寿命两事件发生在同一地点，0为原时三.长度收缩u乙甲乙车的长度=车走过的路程=火车速度u时间0地面系开始计时经历了经历了开始计时时间0时间车的长度=地面走过的路程=地面速度u时间火车系静止长度（原长）车的路程三.长度收缩u甲乙开始计时经历了经历了时间0时间车厢前端和塔相遇——A事件后端和塔相遇——B事件在地面系中，A、B事件都发生在同一地点(塔)，0是原时1'2βll201cu在不同惯性系中测量一物体的长度，静止长度大。地面系l'=u0车系l=ull'0cu•当uc时，，•长度收缩效应只发生在运动方向上；垂直于运动方向的长度不会收缩。lll21'讨论•长度收缩是观测效应“观测”和“看”的区别同时闪电时，车正好在山洞里山洞比车短，火车可被闪电击中否？u例车头到洞口，出现第一个闪电uu车尾到洞口，出现第二个闪电闪电不同时例地球—月球系中测得地—月距离为3.844×108m，一火箭0.8c的速率从地球向月球飞行，先经过地球(A事件)，之后又经过月球(B事件)。求在地球—月球系和火箭系中，火箭由地球飞向月球所需时间。解•在地—月系中，地—月距离为m10844.38ls6.1ult•在火箭系中，地—月距离为飞行时间21βll'96.0ul't'飞行时间A事件B事件l另解A、B事件在火箭系的同一地点发生，t‘是原时。'12tβtv乙甲车的长度=地面走过的路程=地面速度时间火车系静止长度（原长）塔的路程例宇宙飞船以0.8c速度远离地球(退行速度u=0.8c)，在此过程中飞船向地球发出两光信号，其时间间隔为tE.求地球上接收到它发出的两个光信号间隔tR.解令宇宙飞船为S'系，地面为S系，光信号由S'系的同一处发出，两事件间隔为原时，S系中此两事件发出间隔为运动时间，因此有22211Δβt/cuttEE发射S系中接收两光信号的时间间隔为S系中两光信号的发射时间间隔t发射加上它们由于传播路程差引起的时间差，即ctutttRΔΔΔΔ发射发射接收EEtββtcut311)1(发射