东南大学：《物理学》课程PPT教学课件（第五版）第十四章 相对论（14.4）狭义相对论的时空观

物理学 14-4狭义相对论的时空观 第五版 同时的相对性 面 始 事件1:车厢后壁接收器接收到光信号 事件2:车厢前壁接收器接收到光信号 第十四章相对论

第十四章 相对论 物 第 理 五版 学 14-4 狭义相对论的时空观 1 一 同时的相对性 事件 1 :车厢后壁接收器接收到光信号. 事件 2 :车厢前壁接收器接收到光信号

物理学 14-4狭义相对论的时空观 第五版 设S系中x1、x2两处发生两事件,时间 间隔为△=12-1,问S′系中这两事件 发生的时间间隔是多少? S系(地面参考系)事件1(x1,y1,21,1) 事件2(x2,y2,2,t2) 2 O x△t=t2-1 6 第十四章相对论

第十四章 相对论 物 第 理 五版 学 14-4 狭义相对论的时空观 2 S 系 ( 地面参考系 ) 事件 2 ( , , , ) 2 2 2 2 x y z t ( , , , ) 1 1 1 1 事件 1 x y z t 设 S系中x1、x2两处发生两事件,时间 间隔为 .问 S′系中这两事件 发生的时间间隔是多少？ Δ 2 1 t  t  t Δ 1 t t t x'  2  y' o' 1 2 x y o v  12 3 6 9 12 3 6 9 12 3 6 9

物理学 14-4狭义相对论的时空观 第五版 S系(车厢参考系)y- x t1) 126 X yy 2-212 在一个惯性系同 时发生的两个事件, △t--△x 在另一个惯性系是△ 2 否同时? 第十四章相对论

第十四章 相对论 物 第 理 五版 学 14-4 狭义相对论的时空观 3 ( ' , ' , ' , ' ) 1 1 1 1 x y z t 系 (车厢参考系 ) ( ' , ' , ' , ' ) 2 2 2 2 x y z t S' 2 2 1 Δ Δ Δ      x c t t v 在一个惯性系同 时发生的两个事件， 在另一个惯性系是 否同时? v  x' y' o' 1 2 12 3 6 9 12 3 6 9

物理学 14-4狭义相对论的时空观 第五版 △t-=2△x 讨论 △t'= C B S系 S系 1△x≠0△t=0 同时不同地 不同时 2 △x=0△t≠0 同地不同时 不同时 第十四章相对论

第十四章 相对论 物 第 理 五版 学 14-4 狭义相对论的时空观 4 讨论 2 2 1 Δ Δ Δ '     x c t t v ------不同时 ------不同时 2 同地不同时 Δx  0 Δt  0 1 同时不同地 Δx  0 Δt  0 S系 S′系

物理学 14-4狭义相对论的时空观 第五版 △t △x 讨论 △t'= C B S系 S系 3△x=0△t=0 同时 同时同地 △x≠0△t≠0 不同时 不同时不同地 △t=△x时同时 C 第十四章相对论

第十四章 相对论 物 第 理 五版 学 14-4 狭义相对论的时空观 5 ------同时 ------不同时 x c t  2 v 时 ---同时 3 同时同地 Δx  0 Δt  0 4 不同时不同地 Δx  0 Δt  0 讨论 2 2 1 Δ Δ Δ '     x c t t v S系 S′系

物理学 14-4狭义相对论的时空观 第五版 结论同时性具有相对意义 沿两个惯性系运动方向,不同地点 发生的两个事件,在其中一个惯性系中 是同时的,在另一惯性系中观察则不同 时,所以同时具有相对意义;只有在同 地点,同一时刻发生的两个事件,在 其他惯性系中观察也是同时的 第十四章相对论

第十四章 相对论 物 第 理 五版 学 14-4 狭义相对论的时空观 6 结论 同时性具有相对意义 沿两个惯性系运动方向，不同地点 发生的两个事件，在其中一个惯性系中 是同时的，在另一惯性系中观察则不同 时，所以同时具有相对意义；只有在同 一地点，同一时刻发生的两个事件，在 其他惯性系中观察也是同时的

物理学 14-4狭义相对论的时空观 第五版 二长度的收缩(动尺变短) 长度的测量和同时性概念密切相关 棒沿Ox轴对S y 系静止放置,在S′ SS 系中同时测得两 x2x端坐标x,x / x 第十四章相对论

第十四章 相对论 物 第 理 五版 学 14-4 狭义相对论的时空观 7 长度的测量和同时性概念密切相关． 二 长度的收缩(动尺变短) x y o z s 1 x' 2 x' 0l y' x' v  o' z' s' 1 x 2 x 棒沿 轴对 系静止放置,在 系中同时测得两 端坐标 1 2 x  , x  Ox  S S

物理学 14-4狭义相对论的时空观 第五版 则棒的固有长度为l0=x2-x 固有长度:物体相对静止时所测得的长 度.(最长) y 问在S系 SS x2 x 中测得棒有 / x 多长? 第十四章相对论

第十四章 相对论 物 第 理 五版 学 14-4 狭义相对论的时空观 8 0 2 1 则棒的固有长度为 l  x   x  固有长度：物体相对静止时所测得的长 度 .（最长） 问 在S系 中测得棒有 多长? x y o z s 1 x' 2 x' 0l y' x' v  o' z' s' 1 x 2 x

物理学 14-4狭义相对论的时空观 第五版 设在S系中某时刻t同时测得棒两端坐 标为x1、x2,则S系中测得棒长}=x1-x,1 与L的关系为: 2-t aa 2 2 第十四章相对论

第十四章 相对论 物 第 理 五版 学 14-4 狭义相对论的时空观 9 2 2 2 1 0 2 1 1 ( ) ( ) c x t x t l x x v v v          设 在S系中某时刻 t 同时测得棒两端坐 标为x1、x2，则S系中测得棒长 l= x2 - x1， l 与l0的关系为： 2 2 2 2 2 1 1 1 c l c x x v v     

物理学 14-4狭义相对论的时空观 第五版 讨论1=1 1长度收缩k<l 2如将物体固定于S系,由S'系测量,同 样出现长度收缩现象 结论长度具有相对意义 物体在运动方向上长度收缩 第十四章相对论 10

第十四章 相对论 物 第 理 五版 学 14-4 狭义相对论的时空观 10 结论 长度具有相对意义 讨论 2 2 0 1 c l l v   1 长度收缩 l<l0 V 2 如将物体固定于 系,由 系测量,同 样出现长度收缩现象. S S 物体在运动方向上长度收缩