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河南城建学院 杜亚冰,Click to edit Master title style,第十五章 狭义相对论基础,二、意义,1,、物理思想,研究对象,(,质点,),与外界,(,其它物体,),相互作用,2,、,复杂相互作用,抽象,力,3,、四种基本力,(1),万有引力,（,2,）电磁力,(3),强相互作用,（,4,）弱相互作用,（重力）,牛顿运动定律,一、内容（略）,t,1,+,t,时刻杆的左端经,x,1,某一时刻,t,1,杆右端经过,x,1,S,系杆长,：,将杆固定在,x,轴上,。,在,S,系中杆的长度为,：,在,S,系中,杆的长度是多少呢？,t,1,+,t,时刻杆的右端经,x,2,怎么测量,运动的长度？,三 长度的收缩,同时测,现在再看,t,它是杆的左端和右端相继通过,x,1,点这两个事件的时间间隔，由于,x,1,是,S,系中一个固定点，所以,t,是,这两个事件发生的,原时,。,从,S,系看,：,由于杆长为,l,，,所以,从,S,系看,：,它是,x,1,经过,杆的右端和左端,这两个事件的时间间隔,，,发生在,S,系的两个地点，所以,t,是两地时间,。,由于,t,和,t,都是指同样两个事件的时间间隔,根据时间延缓关系,:,代入式,得：,杆相对于观察者运动时，在运动方向上测得的长度缩短。这种现象称为,长度收缩。,固有,长度,固有,长度：物体相对于观察者静止时测得的长度。,也称,静长,或,原长。,（,2,）,尺缩效应只在相对运动方向上发生；,（,1,）原长最长；,在,S,中的观察者,在,S,中的观察者,（,3,）,长度收缩是一种,相对,效应,此结果反之亦然,.,注意,火箭参照系,地面参照系,解 ：,固有长度,例,3,原长为,5m,的飞船以,v,910,3,m.s,-1,的速率相对于地面匀速飞行时，从地面上测量，它的长度是多少？,解,：,例,4,设想有一光子火箭， 相对于地球以速率 飞行，若以火箭为参考系测得火箭长度为,15 m,，问以地球为参考系，此火箭有多长 ？,人类乘坐接近光速的光子火箭作星际旅行,无论目标有多远，乘客在旅途上花费的固有时间原则上可以任意短。,地球,南门二（,4,光年）,牛郎星（,16,光年）,织女星（,26.3,光年）,小麦哲伦星云（,15,万光年）,在日常生活中,时间延缓,和,长度收缩,是完全可以忽略的,但运动速度接近光速时,这两种效应就变得非常重要,在高能物理的领域里得到大量的实验证实,.,双生子佯谬：,有一对孪生兄弟，在,20,岁时，哥哥从地球出发乘飞船运行,10,年后，哥俩谁更年轻？ （已知,飞船速度,）,a,f,e,0,.,弟,弟,.,.,哥,哥,到底谁最年轻？,到底是哪个钟走得慢了呢？,a,.,.,慢,慢,.,.,我们似乎可以这样作结论了：,谁相对于整个宇宙作更多的变速运动，谁就会活得更长久。,例,1-6,一质量可忽略不计,弹簧,当下端悬,质量,0.1kg,砝码达平衡,簧上端固定在,天花板上,下端悬,簧原长时由静止释放,问此砝码,下降多少距离后开始上升,?,时,弹簧伸长,2.5cm.,一质量,0.3kg,砝码,并将砝码在弹,加速,减速,加速,若将这一弹,1.,相对性原理：,一切物理定律在所有的惯性系中都有相同数学形式。,一,.,狭义相对论的两条基本原理：,2.,光速不变原理,：,在所有的惯性系中,真空中的光速恒为,c,，与光源或观察者的运动无关。,二、同时的相对性,时间膨胀,三、长度缩短,小 结,力,运动,讨论积分法解一维,变力,问题,（,1,）弹性力问题,(,讨论,),（,2,）黏滞阻力问题,(3),力随时间变化问题,弹性力,阻尼力,打击力,运动,力,
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