相对论的速度变换公式.ppt

4、相对论的速度变换公式质能关系,第六章 相对论,高二物理备课组,1.惯性参考系： 凡是牛顿定律成立的参考系，称为惯性参考系，简称惯性系。,2.伽利略相对性原理 对于所有的惯性系，力学规律都是相同的。,3.经典时空观（绝对时空观） 时间均匀向前，空间静止不动。 时间和空间彼此独立、互不关联，且不受物质或运动的影响。,经典时空观,复习：,狭义相对论的两个基本假设,相对性原理： 对于不同的惯性系，物理规律（包括力学和电磁学）都是一样的。,光速不变原理： 光速与惯性系的选择无关。,两种时空观的比较,注意：速度要接近光速时，相对论效应才会明显。,一、“同时”的相对性,在一个参考系中是同时发生的两件事，在相对于此参考系运动的另一个参考系中观测不是同时发生，这就是“同时”的相对性。,说明同时具有相对性，时间的量度是相对的 .,沿两个惯性系相对运动方向发生的两个事件，在其中一个惯性系中表现为同时的， 在另一惯性系中观察则不同时。,结论 ：,同时的相对性,二、运动时钟的变慢,二、运动时钟的变慢,对于车厢内的人：,对于车厢外的人：,h,h,时间延缓效应并不是说由于相对运动而使钟发生了结构性变化，是由于不同观测者进行量度时引起的一种观测效应。这种效应是相对的。对于同一参考系，v=0，就不存在这种效应了。,当v接近光速时，这种偏差是非常大的。,时间延缓 ：运动的钟走得慢 .,固有时:在某一参考系中同一地点先后发生的两个事件之间的时间间隔叫固有时。,固有时最短,时间延缓 ：,一个物体相对于观察者静止时，它的长度测量值最大。相对于观察者运动时，观察者在运动方向上观测，它的长度缩短，速度越快，缩得越短。即运动的尺子要缩短。,三、长度的相对性,当 时 .,固有长度：棒静止时测得的它的长度叫棒的静长或固有长度 .（最长）,洛伦兹收缩: 运动物体在运动方向上长度收缩 .,长度收缩是一种相对效应, 此结果反之亦然 .,三、长度的相对性,时空相对性的实验验证,1966年用子作了一个类似于双生子旅游的实验，让子沿一直径为14米的圆环运动再回到出发点，实验结果表明运动的子的确比静止的子寿命更长。,1971年，科学家将铯原子钟放在喷气式飞机中作环球飞行，然后与地面的基准钟对照实验结果与理论预言符合的很好这是相对论的第一次宏观验证。,4、相对论的速度变换公式质能关系,第六章 相对论,高二物理备课组,在地面上空以u=0.9c飞行的飞船，向前发射一导弹，导弹对飞船的速率为,按伽利略速率变换公式：,V大于光速可能吗？,P105页,一、相对论的速度变换,根据时空相对性，狭义相对论给出：在以速率u相对于参考系S运动的参考系S中，一物体沿与u相同的方向以速率v 运动时，在参考系S中，它的速率为：,在地面上空以u=0.9c飞行的飞船，向前发射一导弹，导弹对飞船的速率为,按伽利略速率变换公式：,按相对论时空观：,二、相对论的质量和能量,二、相对论的质量和能量,二、相对论的质量和能量,二、相对论的质量和能量,二、相对论的质量和能量,根据狭义相对论可得出：,ABC,物理世界奇遇记,-城市速度极限,汤普金斯先生,自行车和车上的年轻人在运动方向上都难以置信地缩扁了.,-运动物体的收缩,街道缩短了,商店的橱窗变得像一条条狭缝 人行道上步行的人则变成他有生以来第一次见到的细高条,-相对性,