5153狭义相对论的时空观 “同时性”的相对性有因果联系的两事件的时序不会颠倒 A、4,wx()在S中同时同地发生的事件,在任 1-2c2何惯性系中测都是同时发生的 (2)在S中同时不同地发生的事件,在S中是不同时的 (3)在S中不同时不同地发生的事件,在S中一般是不同时的。 结论: 同时性是相对的。(“同时”只是针对某一惯性系而言 没有绝对的意义,只有相对意义) 同时性的相对性是光速不变原理的直接结果。 同时性的相对性否定了各个惯性系具有统一时间的 可能性,否定了牛顿的绝对时空观。 第十五章 狭义相对论
第十五章 —— 狭义相对论 1 §15.3 狭义相对论的时空观 一. “同时性”的相对性 结论: ➢ 同时性的相对性是光速不变原理的直接结果。 ➢ 同时性是相对的。(“同时”只是针对某一惯性系而言， 没有绝对的意义，只有相对意义) ➢ 同时性的相对性否定了各个惯性系具有统一时间的 可能性，否定了牛顿的绝对时空观。 2 2 2 1 Δ Δ Δ u /c x c u t t' − − = (1) 在S中同时同地发生的事件，在任 何惯性系中测都是同时发生的。 (2) 在S中同时不同地发生的事件，在S’中是不同时的。 (3) 在S中不同时不同地发生的事件，在S’中一般是不同时的。 有因果联系的两事件的时序不会颠倒
5153狭义相对论的时空观 二.时间延缓 yT 1-B 1.在某惯性系中,着二事件发生在同一地点,则二事件之 间的时间间隔称为原时,或称固有时间,记为x0 z>0—时间膨胀(原时最短) 2.当u<<c时 B=1 T=to 3.运动的钟比静止的钟读数小—时间延缓效应 运动惯性系中的时间节奏变慢了 一切物理、化学、生命的节奏都变慢了。 第十五章—狭义相对论
第十五章 —— 狭义相对论 2 二. 时间延缓 §15.3 狭义相对论的时空观 1. 在某惯性系中，若二事件发生在同一地点，则二事件之 间的时间间隔称为原时，或称固有时间，记为τ0 2 0 0 1 = − = 0 ——时间膨胀（原时最短） 3. 运动的钟比静止的钟读数小 ——时间延缓效应 2. 当u << c 时， 2 1 1 − = 0 = ➢ 运动惯性系中的时间节奏变慢了 ➢ 一切物理、化学、生命的节奏都变慢了
5153狭义相对论的时空观 三.长度收缩 观察者相对尺静止,测得的长度L称为原长。 观察者相对尺运动,测得的长度L<L (1)当n<c时,h-B2=1L≈Lo (2)长度缩短效应 在不同惯性系中测量同一尺长,以原长为最长 (3)长度收缩效应只发生在沿运动方向上,垂直运动方 向的长度不发生收缩效应。 (4)长度收缩效应显著与否决定于y因子。 (5)长度收缩效应是“同时性”相对性的直接结果。 第十五章—狭义相对论
第十五章 —— 狭义相对论 3 三. 长度收缩 2 0 L L = −1 β 观察者相对尺静止，测得的长度 L0 称为原长。 观察者相对尺运动，测得的长度 L L 0 。 (2) 长度缩短效应 L L 0 (1) 当u << c 时， (4) 长度收缩效应显著与否决定于 因子。 (5) 长度收缩效应是“同时性”相对性的直接结果。 (3) 长度收缩效应只发生在沿运动方向上，垂直运动方 向的长度不发生收缩效应。 2 1 1 − = §15.3 狭义相对论的时空观 在不同惯性系中测量同一尺长，以原长为最长
§154狭义相对论的动力学 牛顿力学必须改造 ○→Fa=F/m当t→>∞则→ 即按牛顿定律粒子速度可以超过光速 人们曾在美国斯坦福直线加速器中加速电子 加速器全长2英里,每米加以七百万伏电压。 7×107×10 7×10 7×10° 1=889×10m/s>C 实验数据:v=0.999999<C 第十五章—狭义相对论
第十五章 —— 狭义相对论 4 §15.4 狭义相对论的动力学 牛顿力学必须改造 m F a = F /m 当t → 则v → 即按牛顿定律粒子速度可以超过光速。 人们曾在美国斯坦福直线加速器中加速电子， 加速器全长2英里，每米加以七百万伏电压。 10 v m s C = 8.89 10 / V 6 710 V 6 V 710 6 V 710 6 710 实验数据： v C C = 0.9999999
§154狭义相对论的动力学 经典理论中一系列物理概念:质量,动量,能量 在相对论中面临重新定义的考验。 如何改造呢?应满足: (1)应符合爱因斯坦的狭义相对性原理 原 即经过洛伦兹变换时保持定律形式不变。 则 (2)应满足对应原理 即趋于低速时,物理量须趋于经典理论中相应的量。 第十五章—狭义相对论
第十五章 —— 狭义相对论 5 §15.4 狭义相对论的动力学 如何改造呢？应满足： 经典理论中一系列物理概念：质量，动量，能量，…… 在相对论中面临重新定义的考验。 即趋于低速时，物理量须趋于经典理论中相应的量。 (1) 应符合爱因斯坦的狭义相对性原理 (2) 应满足对应原理 即经过洛伦兹变换时保持定律形式不变。 原 则