高中物理 第十五章 相对论简介 2 时间和空间的相对性预习导航 新人教版选修3-41

时间和空间的相对性预习导航1知道同时的相对性、长度的相对性、时间间隔的相对性。2了解时空相对性的实验验证。3知道狭义相对论的时空观：空间和时间与物质的运动状态有关。根据相对论的时空观，运动起来时间就会变慢，那么下面这件事情又怎样判断呢？地面上的人认为A、B两个事件同时发生。对于坐在火箭中沿两个事件发生地点的连线飞行的人来说，哪个事件先发生？提示：B事件先发生。可以设想，在事件A发生时A处发出一个闪光，事件B发生时B处发出一个闪光。两闪光相遇作为一个事件，发生在AB的中点，这在不同参考系中看都是一样的。相遇在中点这个现象在地面上很容易解释：两个闪光同时发出，两个闪光传播的速度一样，当然在中点相遇。但火箭上的人有如下推理：A、B扑面而来，在光向A、B传播的过程中，A、B两点向左移动了一段距离，所以光到A比到B多走一段距离，到B用时短些，所以火箭中的人认为B事件先发生。1“同时”的相对性(1)经典的时空观：在同一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件，在另一惯性系中观察也是_的。(2)相对论的时空观：“同时”具有相对性，即在同一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件，在另一惯性系中观察_的。2“长度”的相对性(1)经典的时空观：一条杆的长度不会因为观察者是否与杆做_而不同。(2)相对论的时空观：“长度”也具有相对性，一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度要_。在垂直于运动方向上，杆的长度_。(3)相对论中杆的长度公式：_，其中l0是与杆静止的人认为的长度，l是与杆相对运动速度为v的人认为的杆的长度。3时间间隔的相对性(1)经典的时空观：某两个事件，在不同的惯性系中观察，它们的时间间隔总是_的。(2)相对论的时空观：某两个事件，在不同的惯性参考系中观察，它们的时间间隔是_的，惯性系的速度越大，惯性系中的物理过程进行得越_。非但如此，惯性系中的一切物理过程都_了。(3)相对时间间隔公式：_，式中表示静止时惯性系中观察的时间间隔，t表示以速度v高速运动的参考系中观察同样两件事的时间间隔。4时空相对性的验证根据相对论，时间在运动中会进行得比较缓慢，也就是说，在空间中高速移动的时钟，比固定于地面上的时钟走得_。早在1941年，科学家通过对宇宙线的观测证实了相对论的结论，美国科学家罗西和霍尔在不同高度统计了宇宙线中子的数量，结果与相对论预言完全一致。5相对论的时空观牛顿物理学的绝对时空观：物理学的空间与时间是_的、_的、没有联系的，脱离物质而单独存在，与物质的运动无关。而相对论认为：有物质才有时间和空间，空间和时间与_有关。人类对于空间、时间的进一步地认识而形成的新的时空观，是建立在新的实验事实和相关结论与传统观念不一致的矛盾基础上，不断发展、不断完善起来的。答案：1(1)同时(2)不是同时2(1)相对运动(2)小没有变化(3)ll03(1)相同(2)不同慢变慢(3)t4慢5绝对分离物体的运动状态