狭义相对论总结试题.ppt

狭义相对论,一、狭义相对论的两个基本假设：,1、相对性原理：,2、光速不变原理：,测量技术：,测量物体位置必须用本地尺， 测量事件发生时间必须用本地钟。,1、同时的相对性： 1）同地同时是绝对的。 2）异地同时是相对的。,二、相对论时空观,2、时序的相对性 1）有因果关系的时序是绝对的。 2）无因果关系的时序是相对的。,3、尺缩效应,1）原长和运动长度,3、尺缩效应纵向效应,1）.原长和运动长度,2）.尺缩公式,4、钟慢效应,1）.固有时和两地时,2）.钟慢公式,三、洛仑兹变换,正变换,逆变换,1、坐标变换式,2、时间间隔和空间间隔,1）.时间间隔,2）.空间间隔,3、洛仑兹速度变换式,逆变换,正变换,四、狭义相对论动力学基础,1、质速关系,2、质能关系,3、相对论静止能量,4 、动能,5、相对论能量与动量关系,6、 相对论的加速度和经典力学中的加速度大小和方向都不同,五测验题 (一)、选择题 1、在相对论的时空观中，以下的判断哪一个是对的： （A）在一个惯性系中，两个同时的事件，在另一个惯 性系中一定不同时； （B）在一个惯性系中，两个同时的事件，在另一个惯性系中一定同时； （C）在一个惯性系中，两个同时又同地的事件，在另一惯性系中一定同时又同地。 （D）在一个惯性系中，两个同时不同地的事件，在另一惯性系中只可能同时不同地。 ,C,2、下列说法哪种正确（S，S为两个惯性系，S相对S匀速运动） （A）S系中的两个同时事件，S中一定不同时。 （B）S中两个同地事件，S中一定不同地。 （C）如果光速是无限大，同时的相对性就不会存在了。 （D）运动棒的长度收缩效应是指棒沿运动方向受到了实际压缩。 ,c,3、下列几种说法： （1）所有惯性系统对物理基本规律都是等价的。 （2）在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关。 （3）在任何惯性系中，光在真空中沿任何方向的传播速度都相同。 其中哪些说法是正确的？ （A）只有（1）、（2）是正确的。 （B）只有（1）、（3）是正确的。 （C）只有（2）、（3）是正确的。 （D）三种说法都是正确的。 ,D,4、观察者甲测得同一地点发生的两个事件的时间间隔为4秒。乙相对甲以0.6c的速度运动。则乙观察这两个事件的时间间隔为 （A）4秒；（B）6.25秒; (C)5秒 (D)2.56秒 5、一米尺静止于S系中，米尺与OX轴夹角600 。S系相对于S系沿OX轴正向的运动速度为0.8C,则在S系中观测到米尺的长度 (A)60cm (B)58cm (C)30cm (D)92cm ,c,D,5、一米尺静止于S系中，米尺与OX轴夹角600 。S系相对于S系沿OX轴正向的运动速度为0.8C,则在S系中观测到米尺的长度 (A)60cm (B)58cm (C)30cm (D)92cm ,5、一米尺静止于S系中，米尺与OX轴夹角600 。S系相对于S系沿OX轴正向的运动速度为0.8C,则在S系中观测到米尺的长度 (A)60cm (B)58cm (C)30cm (D)92cm ,x方向长度,y方向长度,不变,收缩,总长,= 0.917,6、介子的静止质量为106 MeV/c2，动能为4 MeV的介子的的速度是： (A)0.27c (B)0.56c (C)0.75c (D)0.18c ,7、在惯性系中，两个光子火箭（以光束c运动的 火箭）相向运时，它们相互接近的速率为： （A）2c （B）0 （C）c （D）c2 ,C,8、在惯性系S中，一粒子具有动量（Px, Py, PZ） （5，3， ）MeV/c，及总能量E=10MeV(c表示真空 光速)，则在S系中测得粒子的速度V接近于 （A）3/8C （B）2/5C （C）3/5C （D）4/5C ,9、已知电子的静能为0.511MeV，若电子的动能为0.25MeV，则它所增加的质量M与静止质量MO的比值近似为 (A)0.1 (B)0.2 (C)0.5 (D)0.9 ,10、一个电子运动速度V=0.99C,它的动能是：(电子的静止能量为0.51MeV) (A)3.5MeV (B)4.0MeV (C) 3.1MeV (D)2.5MeV ,(二) 填空题 1一个在实验室中以0.8c速度运动的粒子, 飞行 了3米后衰变. 则观察到同样的静止粒子衰变时 间为 。,=0.7510-8(s ),2、+ 介子是不稳定的粒子，在它自己的参照系中测得平均寿命是2.610-8 s . 如果它相对实验室以0.8c (c为真空中光速)的速度运动,那么实验室坐标系中测得的介子的寿命是 。,4.3310-8 (s）,3、观测者甲和乙分别静止于两个惯性参照系K和K中，甲测得在同一地点发生的两个事件的时间间隔为4 s ，而乙测得这两个事件的时间间隔为5 s ，求： （1）K相对于K的运动速度 。 （2）乙测得这两个事件发生的地点之间的距离 -。,V = 3/5c,=3c,4、观察者甲以(4/5)c的速度（c为真空中光速）相对于静止的参考者乙运动，若甲携带一长度为L、截面积为S，质量为m的棒，且这根棒被安放在运动方向上. 则 （1）甲测得此棒的密度为 ； （2）乙测得此棒的密度为 。,m/(LS),密度为：25m/(9LS),V = 4/5,5、在惯性系S中有一个静止的等边三角形薄片P。现令P相对S以V作匀速运动，且V在P所确定的平面上。若因相对论效应而使在S中测量P恰为一等腰直角三角形薄片，则可判定V的方向是 ，V的大小为 c 。,垂直一边的方向,V=(2/3)1/2 c,6、两个静止质量为MO的小球，其一静止，另一个以U=0.8c（c为真空中光速）的速度运动，在它们作对心完全非弹性碰撞后粘在一起，则碰撞后速度V= 米/秒。,碰撞前动量：,碰撞后动量：,碰撞前后能量守恒,碰撞后动量：,碰撞前后能量守恒：,V=0.5 c,碰撞前动量：,7、设有宇宙飞船A和B，固有长度均为LO=100米，沿同一方向匀速飞行. 在飞船B上观测到飞船A的船头、船尾经过飞船B船头的时间间隔为（5/310-6秒），求飞船B相对飞船A的速度的大小 。,V = 0 .196c(0.2c),设相对速度为 v 则：,8、相对论中物体的质量M与能量有一定的对应关系，这个关系是：E= ；静止质量为MO的粒子，以速度V运动，其动能是：EK = ；当物体运动速度V=0.8c（c为真空中光速）时, M:M0 = 。,Mc2,M0c2/(1-v2/c2)1/2 M0c2,5/3,9、将一静止质量为MO的电子从静止加速到0.8c( c为真空中光速)的速度, 则加速器对电子作功是 .,(2/3)M0c2,10、高速运动粒子的动能等于其静止能量的n倍，则该粒子运动速率为 c，其动量为 MOc. 其中MO为粒子静止质量，c为真空光速。,(n2+2n)1/2/(n+1),10、高速运动粒子的动能等于其静止能量的n倍，则该粒子运动速率为 c，其动量为 MOc. 其中MO为粒子静止质量，c为真空光速。,(n2+2n)1/2/(n+1),(n2+2n)1/2,