時間、長度的相對性課件-教科版

物理學家費爾德曾指出：當你領(lǐng)悟一個出色的公式時，你會得到如同聽巴哈的樂曲一樣的感受。判天地之美，析萬物之理物理學家費爾德曾指出：判天地之美，析萬物之理3時間、長度的相對性世界物理年徽標3時間、長度的相對性世界物理年徽標活動一同時的相對性問題1車廂長為L，正以速度v勻速向右運動，車廂底面光滑，現(xiàn)有兩只完全相同的小球，從車廂中點以相同的速率v0分別向前后勻速運動，（相對于車廂），問（1）在車廂內(nèi)的觀察者看來，小球是否同時到達兩壁？（2）在地上的觀察者看來兩球是否同時到達兩壁？活動一同時的相對性問題1車廂長為L，正以速度v勻速向右運動，活動一同時的相對性問題2如果把上述事件換成兩列光的傳播，情況如何呢？問題3那么為什么我們平時不能觀察這種現(xiàn)象呢？活動一同時的相對性問題2如果把上述事件換成兩列光的傳播，情況活動一同時的相對性

車廂上的人和地面上的人看到車廂中間燈光到達前后車廂的先后是不一樣的．

車上的觀察者認為光同時到達車廂的前后兩壁

站臺上的觀察者認為光先到車廂后壁后到前壁活動一同時的相對性車廂上的人和地面上的

在經(jīng)典物理家的頭腦中，如果兩個事件在一個參考系中看來是同時的，在另一個參考系中看來也一定是同時的，但是如果接受愛因斯坦的兩個假設，我們會得出“同時是相對的”這樣一個結(jié)論．同時是相對的活動一同時的相對性在經(jīng)典物理家的頭腦中，如果兩個事件在一個參考系中看來1.對于運動的火車上同時發(fā)生的兩個事件，對于地面就不是同時的。關(guān)鍵：在各個參考系中光速都為c

2.地面上同時發(fā)生的兩個事件，對于運動的火車也不是同時的。關(guān)鍵：相對運動1.對于運動的火車上同時發(fā)生的兩個事件，對于地面就不是同時的活動二運動時鐘的變慢問題1這是一列高速火車上發(fā)生的兩個事件：假定車箱安裝著一個墨水罐，它每隔一定時間漏出一滴墨水。墨水在、兩個時刻在地上形成P、Q兩個墨點，設車上的觀察者測得兩事件間隔Δt′時間，地面上的觀察者測得兩事件間隔Δt時間，車廂勻速前進速度為v。這兩個時間間隔之間的關(guān)系是什么？活動二運動時鐘的變慢問題1這是一列高速火車上發(fā)生的兩個事件：活動二運動時鐘的變慢車上觀察者認為兩個事件的時間間隔：地面觀察者認為兩個事件的時間間隔：根據(jù)公式通過一定的數(shù)學推導可以得出：Δt=活動二運動時鐘的變慢車上觀察者認為兩個事件的時間間隔：地面觀問題2從上式可以發(fā)現(xiàn)哪一位觀察者感覺時間長？

問題3一對孿生兄弟，出生后甲乘高速飛船去旅行，測量出自己飛行30年回到地面上，乙在地面上生活，問甲回來時30歲，乙這時是多少歲？（已知飛船速度v=c）在不同參考系中，時間間隔是相對的問題2從上式可以發(fā)現(xiàn)哪一位觀察者感覺時間長？問題3一對孿生時空相對性的實驗驗證

根據(jù)相對論，時間在運動中會進行的比較緩慢，也就是說，在空間中高速移動的時鐘，比固定于地面上的時鐘走得慢．

1971年，科學家將銫原子鐘放在噴氣式飛機中作環(huán)球飛行，然后與地面的基準鐘對照．實驗結(jié)果與理論預言符合的很好．這是相對論的第一次宏觀驗證．時空相對性的實驗驗證根據(jù)相對論，時間在運動中會進行的比較

早在1941年，科學家通過對宇宙線的觀測證實了相對論的結(jié)論，美國科學家羅西和霍爾在不同高度統(tǒng)計了宇宙線中μ子的數(shù)量，結(jié)果與相對論預言完全一致．早在1941年，科學家通過對宇宙線的觀測證實了相對論

當兩個參考系的相對速度可與光速相比時，時間與空間的相對性才比較明顯．

狹義相對論的結(jié)論已經(jīng)完全得到證實，實際上它已經(jīng)成為微觀粒子研究的基礎之一．當兩個參考系的相對速度可與光速相比時，時間與空間的相對性活動三長度的相對性問題1甲圖中是一個刻度尺測出的靜止的桿的長度，大家看是多少？

問題2乙圖中尺仍然靜止，桿水平向右勻速運動，我們應該怎么算桿長？活動三長度的相對性問題1甲圖中是一個刻度尺測出的靜止的桿的長問題3請大家看下圖，地面上的人看到桿的M、N兩端發(fā)出的光同時到達他的眼睛，他讀出N、M的坐標之差為l，即地上的觀察者測到的桿長。請大家考慮車上的觀察者是同時看到N、M兩端的閃光嗎？嚴格的數(shù)學推導告訴我們l′和l之間有如下關(guān)系：問題3請大家看下圖，地面上的人看到桿的M、N兩端發(fā)出的光同時問題4一個桿，當它沿自身方向相對于測量者運動時，測量者的測量結(jié)果如何？問題5若桿沿著垂直自身方向相對測量者運動呢？

問題6如果一個人在地上量好一根靜止桿的長度是l，他將這根桿帶到以0.5c速度運動的飛船上，坐在飛船上測量這根桿的長度又是多少？問題4一個桿，當它沿自身方向相對于測量者運動時，測量者的測量

結(jié)論：一條沿自身長度方向運動的桿，其長度總比桿靜止時的長度小。斐克小伙劍術(shù)精，出刺迅捷如流星，由于空間收縮性，長劍變成小鐵釘.結(jié)論：一條沿自身長度方向運動的桿，其長度斐克小伙劍術(shù)精，

牛頓物理學的絕對時空觀：物理學的空間與時間是絕對分離沒有聯(lián)系的，脫離物質(zhì)而單獨存在，與物質(zhì)的運動無關(guān)。

而相對論認為：有物質(zhì)才有時間和空間，空間和時間與物體的運動狀態(tài)有關(guān)。

人類對于空間、時間更進一步的認識而形成的新的時空觀，是建立在新的實驗事實和相關(guān)結(jié)論與傳統(tǒng)觀念不一致的矛盾基礎上，不斷發(fā)展、不斷完善起來的。活動四相對論的時空觀牛頓物理學的絕對時空觀：物理學的空間與時間是絕對分離