2022-2023學(xué)年高二物理競(jìng)賽課件：狹義相對(duì)論的時(shí)空觀

狹義相對(duì)論的時(shí)空觀

1.同時(shí)的相對(duì)性

在牛頓力學(xué)中，時(shí)間是絕對(duì)的。兩事件在慣性系S中觀察是同時(shí)發(fā)生的，那么在另一慣性系S’中觀察也是同時(shí)發(fā)生的。狹義相對(duì)論則認(rèn)為：這兩個(gè)事件在慣性系S中觀察是同時(shí)的，而在慣性系S’觀察就不會(huì)再是同時(shí)的了(不同地點(diǎn)）。這就是狹義相對(duì)論的同時(shí)相對(duì)性。狹義相對(duì)論的時(shí)空觀以上說明同時(shí)性是相對(duì)的。則

設(shè)在慣性系中，不同地點(diǎn)和同時(shí)發(fā)生兩個(gè)事件，即：同時(shí)的相對(duì)性光速不變與伽利略的速度相加原理針鋒相對(duì)觀念上的變革牛頓力學(xué)均與參考系無關(guān)狹義相對(duì)論力學(xué)長(zhǎng)度、時(shí)間測(cè)量的相對(duì)性（與參照系有關(guān)）光速不變速度與參考系有關(guān)(相對(duì)性)時(shí)間標(biāo)度長(zhǎng)度標(biāo)度質(zhì)量的測(cè)量坐標(biāo)變換式正變換2.逆變換▲經(jīng)典力學(xué)中u<<c伽利略變換例題:甲乙兩人所乘飛行器沿X軸作相對(duì)運(yùn)動(dòng)。甲測(cè)得兩個(gè)事件的時(shí)空坐標(biāo)為x1=6

104m，y1=z1=0，t1=2

10-4s；x2=12

104m，y2=z2=0，t2=1

10-4s，若乙測(cè)得這兩個(gè)事件同時(shí)發(fā)生于t’

時(shí)刻，問：（1）乙對(duì)于甲的運(yùn)動(dòng)速度是多少？（2）乙所測(cè)得的兩個(gè)事件的空間間隔是多少？解：（1）設(shè)乙對(duì)甲的運(yùn)動(dòng)速度為，由洛侖茲變換可知,乙所測(cè)得的這兩個(gè)事件的時(shí)間間隔是按題意，,代入已知數(shù)據(jù)，有由此解得乙對(duì)甲的速度為根據(jù)洛侖茲變換可知,乙所測(cè)得的兩個(gè)事件的空間間隔是相對(duì)論的速度變換式逆變換在地面上測(cè)到有兩個(gè)飛船a、b分別以

+0.9c和-0.9c的速度沿相反的方向飛行,

如圖所示。求飛船a相對(duì)于飛船b的速度有多大。y

yx

xb

a

0.9c0.9c例題:解設(shè)K系被固定在飛船b上，則飛船b在其中為靜止，而地面對(duì)此參考系以v=0.9c

的速度運(yùn)動(dòng)。以地面為參考系K’，則飛船a相對(duì)于K’系的速度按題意為u’x=0.9c

可求得飛船a對(duì)K系的速度，亦即相對(duì)于飛船b的速度：

兩者大相徑庭。相對(duì)論給出ux<c。一般地說，按相對(duì)論