時間延緩和長度收縮

1運動學效應（洛倫茲變換的直接結果）一.時間膨脹(運動時鐘變慢效應)

考察一只高速運動的時鐘方法：研究一個物理過程的時間間隔任務：在兩個慣性系中比較：

兩個事件的時間間隔§3時間延緩和長度收縮2事件1事件2特殊條件按當?shù)冂姕y當?shù)貢r的約定研究的兩個事件的時空特點：3在某系中(如S系)兩個事件先后發(fā)生在同一地點時間間隔由一只鐘測出時間間隔由兩只鐘測出兩系所測時間間隔的關系？在另一系中(如S系)

這兩個事件發(fā)生在兩個地點41.原時Propertime兩地時2.原時最短時間膨脹

在某一參考系中同一地點先后發(fā)生的兩個事件之間的時間間隔叫原時考察S'

中的一只鐘兩地時原時一只鐘5由洛倫茲逆變換原時最短<1>62）對同一過程，原時只有一個

固有時本性時本征時例：基本粒子子的壽命

=？通過高能物理實驗取得的數(shù)據(jù)是：運動速度討論物理過程生命過程化學過程從出生到死亡走過的距離1）運動時鐘變慢效應是時間本身的客觀特征適宜一切類型的鐘7解：把子靜止的參考系定為S'

系實驗室參考系定為S系S'中是原時S中是兩地時8基本數(shù)據(jù)93.雙生子效應

twineffect20歲時

哥哥從地球出發(fā)乘飛船運行10年后再回到地球弟兄見面的情景？哥哥測的是原時，弟弟測的是兩地時20.5歲和30歲飛船速度10問題：相對的加速--非慣性系廣義相對論若用到一對夫妻身上（丈夫宇航）會怎樣呢？

趣味之談：仙境一天地面一年(牛郎織女)“飛碟導航員”(10歲4小時與7年)生命在于運動20.5歲和30歲初始見面時11利用飛機進行運動時鐘變慢效應的實驗12二.長度收縮對運動長度的測量問題怎么測？同時測1.原長棒靜止時測得的長度也稱靜長只有一個棒靜止在S'系中靜長13棒以極高的速度相對S系運動S系測得棒的長度值是什么呢？事件1：測棒的左端事件2：測棒的右端同時測的條件相應的時空坐標?14事件1：測棒的左端事件2：測棒的右端2.原長最長由洛倫茲變換15

1）相對效應

2）縱向效應垂直運動方向長度不變討論若均勻帶電為Q電量是相對論不變量3）在低速下伽利略變換高速運動的立方體16注意：

（1）原時

一定涉及到一只鐘指示的時間間隔或說在使用洛倫茲變換時必須存在的條件：

（2）靜長(原長)

一定涉及到兩個同時發(fā)生的事件的空間距離或說在使用洛倫茲變換時必須存在的條件是：17例已知：在S參考系中有兩只鐘A

B與S系中的B鐘先后相遇BB與B相遇時兩鐘均指零求：A與B相遇時B鐘指示的時刻A鐘指示的時刻18解：事件1B'

與B相遇事件2A'

與B相遇由已知條件，知B分析：研究的問題中S系中只涉及一只鐘所以S系中的兩事件時間間隔是原時S'系中是兩地時19A'鐘示值（原時）B的示值（兩地時）B20B的示值A'鐘示值運動學結束21

1)物理量的定義

2)物理量的變換（一個參考系中的問題）（兩個參考系的問題）基本要求了解

物理量為什么應這樣定義？必須滿足兩個基本原則：

1)基本規(guī)律在洛倫茲變換下形式不變

動量定理（守恒定律）動能定理（能量守恒）等

2)低速時回到牛頓力學動力學基礎包括兩個方面的內(nèi)容：22力與動量

質(zhì)量的表達由力的定義式有：持續(xù)作用持續(xù)但的上限是cm隨速率增大而增大與牛力形式相同所以質(zhì)量必須是的形式§4相對論的質(zhì)量與能量一.相對論質(zhì)量23實驗證明1）合理性（速度愈高質(zhì)量值愈大）2）特殊情況下可理論證明歸根結底是實驗證明243）由于空間的各向同性質(zhì)量與速度方向無關

4）相對論動量能記住吧？！25二.相對論動能（是一個全新的形式）推導的基本出發(fā)是動能定理（因為力作功改變能量這是合理的）令質(zhì)點從靜止開始力所做的功就是動能表達式

推導：26由有兩邊微分，得27由動能定理太不熟悉了28討論2）當v<<c時，可以證明1）與經(jīng)典動能形式完全不同若電子速度為強刺激：相對論粒子動能是：牛頓粒子動能是：29三.相對論能量運動時的能量靜止時的能量（一個又熟悉又陌生的面孔）30討論任何宏觀靜止的物體都具有能量靜能包括：內(nèi)部各結構層次的粒子的動能及相互作用能能量守恒與質(zhì)量守恒相連動能增加必然減少靜能核反應中的基本關系31可認為相對論質(zhì)量是能量的量度高能物理中把能量按質(zhì)量稱呼如說電子質(zhì)量是0.511MeV實際是電子的靜能32四.相對論的動量能量關系式由兩邊平方得記住這個三角形結33附：質(zhì)量與速度關系證明一.相對論動力學方程二.實驗證明34一.狹義相對論動力學方程尋找微分質(zhì)量關系式得結果：35例:分析垂直進入均勻磁場中的帶電粒子運動情況已知:磁感強度為>0