南京理工大学大学物理第20次课第17章-狭义相对论基础0212级ppt课件.ppt

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1、第第17 章章 狭义相对论基础狭义相对论基础17-1 17-1 伽利略变换伽利略变换 经典力学的时空观经典力学的时空观17-2 17-2 爱因斯坦假设爱因斯坦假设 洛仑兹变换洛仑兹变换 17-3 17-3 狭义相对论的时空观狭义相对论的时空观 17-5 17-5 狭义相对论的动力学基础狭义相对论的动力学基础 * *17-6 17-6 广义相对论简介广义相对论简介 复复 习习一爱因斯坦假设一爱因斯坦假设相对性原理：相对性原理：物理学定律在所有惯物理学定律在所有惯性系中都具有相同的形式；性系中都具有相同的形式；光速不变原理：光速不变原理：在所有的惯性参照系在所有的惯性参照系中，真空中的光速具有相同

2、的量值中，真空中的光速具有相同的量值c。二二洛仑兹变换洛仑兹变换( (LT) );122 xcvtt;12 vtxxyy zz ;122 xcvtt;12 vtxx yy zz * * 相对论速度变换相对论速度变换21xxxvuv uvc 2211yyxvv uvc 2211zzxvv uvc 21xxxv uvuvc 2211yyxv vuvc 2211zzxv vuvc 一列南京开往镇江的高速列车，地上的一列南京开往镇江的高速列车，地上的观察者观察者测量测量，南京站的，南京站的S1与镇江站的与镇江站的S2同时同时亮，则火车系上的观察者亮，则火车系上的观察者测量测量，S1 、S2是否是否同时

3、亮？若南京站的同时亮？若南京站的S1、S1 同时亮，则火同时亮，则火车系上车系上测量测量，此两灯是否同时亮？，此两灯是否同时亮？思考：思考：17-3 狭义相对论的时空观狭义相对论的时空观 一同时的相对性一同时的相对性210tt )(0)(01)(2121222112xxxxcxxutt 不同时！不同时！异地异地同地同地同时同时问题：某人在问题：某人在S系中跳跃一次用时系中跳跃一次用时 t0，在在S系中测得其跳跃一次用时多少？系中测得其跳跃一次用时多少？17-3 狭义相对论的时空观狭义相对论的时空观 二二. .时间延缓时间延缓: :相对于事件发生地运动的观察者测得的时相对于事件发生地运动的观察者

4、测得的时间较相对于事件发生地静止的观察者测得的间较相对于事件发生地静止的观察者测得的时间长时间长2001 ttt固有时固有时钟慢效应！钟慢效应！同地！同地！17-3 17-3 狭义相对论的时空观狭义相对论的时空观 三三. .长度收缩长度收缩: :2001 lll物体运动时物体运动时, ,沿其运动方向上的长度要比沿其运动方向上的长度要比静止时短静止时短 倍倍; ; 垂直方向的长度不变！垂直方向的长度不变！尺缩效应尺缩效应固有长度固有长度例例1 1：如图，有一米尺固定在：如图，有一米尺固定在S内，内，S系中测得系中测得 S系中测得系中测得 求：求： 1) 1) S系中测得米尺的长度系中测得米尺的长

5、度2) 2) 米尺沿米尺沿X方向运动的速度方向运动的速度30o, 45o, OOu例例2 2一个人在火箭中生活了一个人在火箭中生活了50年，生和死年，生和死分别向地面发出信号，若分别向地面发出信号，若 u = 0.9998c ，则地面上的人测到他活了多少年？则地面上的人测到他活了多少年？注意注意: : 两个事件是客观存在的两个事件是客观存在的, ,不可更改的，与不可更改的，与观察者的测量无关；但对它们的描述却是相观察者的测量无关；但对它们的描述却是相对的，与坐标系的选择有关！对的，与坐标系的选择有关！ 2500年年相对论时空观的实验证明相对论时空观的实验证明近代高能粒子实验，都证明了其正确性。

6、近代高能粒子实验，都证明了其正确性。 高速运动高速运动介子的衰变现象（介子的衰变现象（19411941）e 0tN(t )N e 76 65 10tet.s 海海平平面面上上通通量量山山顶顶上上通通量量66 67 1010htt.stc 0100 995,v.ch2km综上所述，相对论时空观确立了时间和空间综上所述，相对论时空观确立了时间和空间的量度与参照系的选择有关。时间和空间是相的量度与参照系的选择有关。时间和空间是相互联系的，这种联系反映了时空自身的属性及互联系的，这种联系反映了时空自身的属性及其与物质运动的不可分割性。其与物质运动的不可分割性。 小结小结: : 狭义相对论的时空观狭义相

7、对论的时空观 1.1.同时是相对的同时是相对的210tt 2.2.时间延缓时间延缓2001 ttt3.3.长度收缩长度收缩2001 lll)(0)(01)(2121222112xxxxcxxutt 思考：思考： +介子是一种不稳定的粒子，平介子是一种不稳定的粒子，平均寿命是均寿命是( (相对静止测得相对静止测得) )，如，如果此粒子相对于实验室以果此粒子相对于实验室以 0.8 c 的速度运的速度运动，则实验室中测量动，则实验室中测量 +介子的寿命为多介子的寿命为多长？在衰变前运动了多长距离？若测量是长？在衰变前运动了多长距离？若测量是在在 +介子上进行的，结论如何？介子上进行的，结论如何？书书P.240：17-10，17-13s8106 . 2 复习：复习：17- 3 例例17- 1, 2 预习：预习：17- 4 作业：练习二十一作业：练习二十一