第二节时间和空间的相对性(用)

第十五章、相对论简介第二节、时间与空间的相对性复习与回顾：1、伽利略相对性原理是什么2、狭义相对论的两个基本假设是什么经典的时空观：在一个惯性系中，不同地点同时发生的两个事件，在其他的惯性系中观察也是同时的。一、“同时”的相对性ABA、B事件同时发生一、“同时”的相对性车上的观察者观测到车厢的前后壁同时被照亮，即A、B事件同时发生。狭义相对论：光速不变原理地面的观察者观测到，闪光先到达后壁，后到达前壁，A、B事件不同时。ABAB相对论的时空观：在一个惯性系中，不同地点同时发生的两个事件，在另一个惯性系中观察是不同时的。火车K静止ABv火车L观察者运动的观察者认为A先发生还是B先发生？B先发生思考与讨论：经典的时空观：一根杆的长度不会因为观察者是否与杆做相对运动而不同。二、长度的相对性在任何惯性系中，MN的长度均为l0MNl0vMN观察者A观察者B二、长度的相对性车上的观察者A测量到MN是长度为l0。地面的观察者B测量到MN是长度为l,A认为B先测量N，后测量M相对论的时空观：长度也具有相对性。一根沿自身长度方向运动的杆，其长度总比静止的长度短，垂直于运动方向，长度不变。20)(1cvll思考与练习：1、日常生活中，我们观察到长度的相对性了吗？为什么？2、设杨利伟乘坐的火箭在高速升空时，他用望远镜来观察高空中漂浮的巨大气球，观察结果：A、变得更小的球B、变得更大的球C、像一只竖直放置的橄榄球D、像一只水平放置的橄榄球三、时间间隔的相对性经典的时空观：某两个事件，在不同的惯性系中观察，它们的时间间隔总是相同的。AB在任何惯性系中观察，光由A到B时间均为三、时间间隔的相对性相对论的时空观：光速不变原理ABABvc高速运行的列车上，由车厢底部发出的闪光，对于车上的人来说，闪光是在竖直方向反射的，而车厢外的人认为被接收的反射光是沿斜线传播的．由光速不变原理便得到不同的时间间隔三、时间间隔的相对性对于车厢内的人：对于车厢外的人：2hc2224vchth21tvc四、时空相对性的实验验证根据相对论，时间在运动中会进行的比较缓慢，也就是说，在空间中高速移动的时钟，比固定于地面上的时钟走得慢．1971年，科学家将铯原子钟放在喷气式飞机中作环球飞行，然后与地面的基准钟对照．实验结果与理论预言符合的很好．这是相对论的第一次宏观验证．早在1941年，科学家通过对宇宙线的观测证实了相对论的结论，美国科学家罗西和霍尔在不同高度统计了宇宙线中μ子的数量，结果与相对论预言完全一致．201cvtt201cvll当两个参考系的相对速度可与光速相比时，时间与空间的相对性才比较明显．狭义相对论的结论已经完全得到证实，实际上它已经成为微观粒子研究的基础之一．牛顿物理学的绝对时空观：物理学的空间与时间是绝对分离没有联系的，脱离物质而单独存在，与物质的运动无关。而相对论认为：有物质才有时间和空间，空间和时间与物体的运动状态有关。人类对于空间、时间更进一步的认识而形成的新的时空观，是建立在新的实验事实和相关结论与传统观念不一致的矛盾基础上，不断发展、不断完善起来的。五、相对论的时空观小结一、“同时”是相对的二、长度的相对性三、时间间隔的相对性201cvtt201cvll