6 3相對(duì)論時(shí)空理論ppt課件

6 3相對(duì)論時(shí)空理論 一相對(duì)論時(shí)空結(jié)構(gòu) 1 光錐 間隔分類的幾何意義 二因果律和相互作用的最大傳播速度 1 相對(duì)論時(shí)空理論不破壞因果律 2 相互作用的最大傳播速度 三同時(shí)的相對(duì)性 1 同時(shí)同地事件 結(jié)論 同時(shí)同地兩事件 在任何慣性系中仍是同時(shí)同地事件 2 同地不時(shí)同事件 結(jié)論 同地不同時(shí)兩事件 在其他慣性系中一般為不同地不同時(shí)事件 但時(shí)間順序不會(huì)顛倒 即因果律不變 3 同時(shí)不同地事件 結(jié)論 同時(shí)不同地兩事件 在其他慣性系中一般為不同時(shí) 不同地事件 同時(shí)的相對(duì)性 不同的慣性系時(shí)間不再統(tǒng)一 否定了絕對(duì)時(shí)空 結(jié)論 有因果關(guān)系的事情在任何慣性系都不會(huì)改變 例 在 系中觀測(cè)石家莊和北京在同一時(shí)刻出生了兩個(gè)小孩 在 系 如坐飛船 v接近光速 觀測(cè)結(jié)果如何 又 一個(gè)生孩子的過程在不同慣性系的觀測(cè)結(jié)果如何 飛船從石家莊 北京 北京的小孩先出生 飛船從北京 石家莊 北京的小孩后出生 討論生孩子的過程 出生開始為P1 結(jié)束為P2 出生過程在任何慣性系都不會(huì)顛倒 但過程的時(shí)間間隔不同 1 從飛船上觀測(cè) 分析 二長(zhǎng)度收縮 lengthcontraction 根據(jù)經(jīng)典理論 1 運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度收縮 根據(jù)相對(duì)論理論 在同一時(shí)刻測(cè)量長(zhǎng)度 結(jié)論 運(yùn)動(dòng)尺子長(zhǎng)度沿運(yùn)動(dòng)方向收縮 若尺子放在 系中 例如 一汽車 若速度 若速度 思考問題 考慮到尾端的推進(jìn) 應(yīng)為 三時(shí)間延緩 timedilation 根據(jù)經(jīng)典理論 根據(jù)相對(duì)論理論 固有時(shí) 原時(shí) 因相對(duì)觀察者運(yùn)動(dòng)的鐘比靜止的鐘走得慢 該效應(yīng)又稱運(yùn)動(dòng)時(shí)鐘減慢效應(yīng) 在不同慣性系中測(cè)量給定兩事件之間的時(shí)間間隔 測(cè) 得的結(jié)果以原時(shí)最短 討論 從狹義相對(duì)論的基本假設(shè) 可直接導(dǎo)出時(shí)間延緩效應(yīng) 經(jīng)歷的時(shí)間 測(cè)量的時(shí)間 可導(dǎo)出測(cè)量時(shí)間為 愛因斯坦延緩 運(yùn)動(dòng)參考系中的時(shí)間節(jié)奏變緩了 在其中 一切物理過程 化學(xué)過程 乃至觀測(cè)者自己的生命節(jié)奏都變緩 對(duì)于狹義相對(duì)論愛因斯坦延緩是相對(duì)的 例3 子是1936年由安德森 C D Anderson 等人在宇宙線 中發(fā)現(xiàn)的 它可自發(fā)的衰變?yōu)橐粋€(gè)電子和兩個(gè)中微子 自發(fā)衰 變的平均壽命 子 地球上層大氣中時(shí) 會(huì)形成豐富的 當(dāng)高能宇宙射線質(zhì)子進(jìn)入 在離地面 高空產(chǎn)生的 設(shè)來自太空的宇宙線 子 可否在衰變前到達(dá)地面 已知 子相對(duì)于地球的運(yùn)動(dòng)速率為 粒子壽命內(nèi) S系運(yùn)動(dòng)距離 孿生子效應(yīng) 孿生子佯謬 簡(jiǎn)介 明明 亮亮 亮亮 亮亮 明明 究竟誰年輕 1具有加速度 超出了狹義相對(duì)論的理論范圍 相對(duì)于慣性系轉(zhuǎn)速越大的鐘走得越慢 與孿生子效應(yīng)一致 解 先求尺的固有長(zhǎng)度 由尺縮 3 求測(cè)到的尺長(zhǎng) 由尺長(zhǎng)收縮 例4 在系中測(cè)得一直尺長(zhǎng)度為 運(yùn)動(dòng)速度為 方向沿正向 而相對(duì)以v沿x正向運(yùn)動(dòng) 問在系中測(cè)到的尺長(zhǎng)是多少 2 再求尺相對(duì)的速度 尺相對(duì)系的速度為 利用反變換 思考題2 一個(gè)人扛一個(gè)固有長(zhǎng)度為L(zhǎng)的梯子 以相對(duì)地面速度v沖進(jìn)一個(gè)固有長(zhǎng)度為L(zhǎng)的廠房 當(dāng)梯子末端剛進(jìn)廠房時(shí) 梯子的前端將處在什