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1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,2022/7/3,,‹#›,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,,,‹#›,狭义相对论,1971,年，美国空军用两组,Cs,（铯）原子钟做实验。发现绕地球一周的,运动钟变慢,了，在误差范围内与广义相对论预言的理论值一致，验证了孪生子效应。,利用飞机进行,运动时钟变慢效应,的实验,例,:,一飞船以,u=,9×10,3,m/s,的速率相对,于,地面匀速飞行。飞船上的钟走了,5,s,，,地面上的钟经过了多少时间？,飞船的时间膨胀效应实际上很难测出,!,棒,静止,在,S,′,系中
2、，长度为,l,0,棒相对,S,系运动，,S,系中测得,运动棒,的长度是多少？,,,,,,,对,运动的棒测长度,：怎么测？,同时测,棒的两端！,,长度收缩,,,,原长,(,固有长度,):,在相对棒静止的惯性系中测得的长度,只有一个,棒静止在,S,',系中,原长,事件,1,：测棒的左端,事件,2,：测棒的右端,测得的时空坐标,=?,,原长最长,,,,,,,,,由洛仑兹变换,,原长最长 运动尺缩短,同时测,,,高速运动的立方体,,,,,,,,1,）是,相对,效应,,2,）,纵向,效应：,沿运动方向的长度缩短,垂直运动方向长度不变,►,,讨论,若均匀带电量,Q,，,因电量是相对论不变量，则：,3
3、,）,在低速下,,伽利略变换,在,S,中沿,x,轴放置的静止棒，在,S,,中测，,其长度也要缩短,(,此情形下，,l,–,原长，,l,,--,动长,),。,→,体积效应：,例：高速运动的立方体。,静止时棱长为,l,0,,,沿某棱边方向相对于地面以速率,u,运动,,,则在地面上测得其体积,V=?,解：,,,沿运动方向，测得棱长：,体积：,,,,,,,,,,,,[,思考,],①,沿任一方向运动,,,结果,?,②,任意物体,沿任一方向运动,,,结果,?,,,,,,,,,,,,,( ),,,,,,,,,,,,,高速运动的立方体,,,,,,,,1,）
4、是,相对,效应,,2,）,纵向,效应：,沿运动方向的长度缩短,垂直运动方向长度不变,►,,讨论,若均匀带电量,Q,，,因电量是相对论不变量，则：,3,）,在低速下,,伽利略变换,→,体积效应：,,,,30,,,,,45,,,例：等边三角形相对地面以速率,u,沿垂直于某边的方向运动时，求,u,为多大时，地面观察该三角形为直角等腰三角形如图所示。,,,,,,,,,,h,d,L,例：一隧道长,L,、宽,d,、高,h,，拱顶为半圆．一静止长度为,L,0,列车以极高的速度,u,通过隧道，若从列车上观察，则⑴隧道的尺寸如何？⑵列车全部通过隧道经历的时间是多少？,解：,⑴,在车上看，隧道截面尺寸不变，
5、长度为,[,思考,],⑵,,L,0,,L,,,在车上看,,,隧道迎面而来：,在地上看，,列车全部通过隧道经历的时间是多少？,解：考虑相对论效应，取容器为 系，则在 系中，粒子从尾部到前端时间为,则地面上（ 系）,测得的时间为,例,,设一容器长 ，以速率 沿长度方向运动，某时刻由容器尾部沿长度方向发射一粒子弹以相对容器 飞行，求在地面观察，该粒子从尾部到前端时间,由洛仑兹变换,此 不是固有时！,(,不是发生在,同一地点,),。,,,在狭义相对论中讨论运动学问题的思路如下：,,1,、选定两个作相对运动的惯性参照系；,,2,、确定所讨论的,两个事件,；,,3,、表示两个事件在两个参照系中的,时空坐标,或其时空间隔；,,4,、应用,洛仑兹变换,或相对论,效应。,小 结,注 意,固有时,一定是在某坐标系中,同一地点,发生的两个事件的时间间隔；,固有长度,一定是物体,相对,某参照系,静止时,两端的空间间隔。,相对论的运动学部分至此结束,以下开始,讨论相对论动力学,
2021-2022学年高二物理竞赛课件：狭义相对论
