1、時(shí)間和空間相對(duì)性一、一、“同時(shí)同時(shí)”的相對(duì)性的相對(duì)性 車廂上的人和地面上的人看到車廂中間燈光到車廂上的人和地面上的人看到車廂中間燈光到達(dá)前后車廂的先后是不一樣的達(dá)前后車廂的先后是不一樣的 車上的觀察者認(rèn)為光同時(shí)到達(dá)車廂的前后兩壁車上的觀察者認(rèn)為光同時(shí)到達(dá)車廂的前后兩壁 站臺(tái)上的觀察者認(rèn)為光先到車廂后壁后到前壁站臺(tái)上的觀察者認(rèn)為光先到車廂后壁后到前壁結(jié)論：結(jié)論： 1 1、對(duì)于運(yùn)動(dòng)的火車上同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事件，、對(duì)于運(yùn)動(dòng)的火車上同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事件，對(duì)于地面就不是同時(shí)的對(duì)于地面就不是同時(shí)的 關(guān)鍵：在各個(gè)參考系中光速都為關(guān)鍵：在各個(gè)參考系中光速都為c c 2 2、地面上同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事件，對(duì)于運(yùn)動(dòng)、地面

2、上同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事件，對(duì)于運(yùn)動(dòng)的火車也不是同時(shí)的的火車也不是同時(shí)的 關(guān)鍵：相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)鍵：相對(duì)運(yùn)動(dòng) 課本課本P P108 108 思考與討論思考與討論二、長度的相對(duì)性二、長度的相對(duì)性 v v車上的人看到的車廂的長度：車上的人看到的車廂的長度：車外的人看到的車廂的長度：車外的人看到的車廂的長度：0ll0ll201cvll注意：注意：長度縮短效應(yīng)只發(fā)生在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向上長度縮短效應(yīng)只發(fā)生在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向上如上例中的如上例中的 X X 軸方向上，在軸方向上，在Y Y 軸方向上軸方向上無長度縮短效應(yīng)無長度縮短效應(yīng)動(dòng)尺變短（空間收縮效應(yīng)）動(dòng)尺變短（空間收縮效應(yīng)）S SO O X X YYA B O O S

3、 SX XY Y u1xl 結(jié)論結(jié)論 一條沿自身長度方向運(yùn)動(dòng)的桿，一條沿自身長度方向運(yùn)動(dòng)的桿，其長度總比桿靜止時(shí)的長度小其長度總比桿靜止時(shí)的長度小斐克小伙劍術(shù)精，斐克小伙劍術(shù)精，出刺迅捷如流星，出刺迅捷如流星，由于空間收縮性，由于空間收縮性，長劍變成小鐵釘長劍變成小鐵釘. .三、時(shí)間間隔的相對(duì)性三、時(shí)間間隔的相對(duì)性在站臺(tái)上看運(yùn)在站臺(tái)上看運(yùn)動(dòng)火車上的鐘動(dòng)火車上的鐘在火車上看運(yùn)在火車上看運(yùn)動(dòng)站臺(tái)上的鐘動(dòng)站臺(tái)上的鐘 高速運(yùn)行的列車上，由車廂底部發(fā)出的閃光，對(duì)高速運(yùn)行的列車上，由車廂底部發(fā)出的閃光，對(duì)于車上的人來說，閃光是在豎直方向反射的，而車于車上的人來說，閃光是在豎直方向反射的，而車廂外的人認(rèn)為被

4、接收的反射光是沿斜線傳播的廂外的人認(rèn)為被接收的反射光是沿斜線傳播的對(duì)于車廂內(nèi)的人：對(duì)于車廂內(nèi)的人：對(duì)于車廂外的人：對(duì)于車廂外的人：cht202224vchth201cvtt相對(duì)速度與相對(duì)速度與動(dòng)鐘延緩效應(yīng)動(dòng)鐘延緩效應(yīng) ( =1s( =1s） V（米（米/秒）秒） 0.1c=3107 0.5c 0.8c 0.9c 0.99c 0.999c 0.9998c T(秒秒) 1.01 1.15 1.67 2.29 7.1 22.4 50 四、時(shí)空相對(duì)性的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證四、時(shí)空相對(duì)性的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 根據(jù)相對(duì)論，時(shí)間根據(jù)相對(duì)論，時(shí)間在運(yùn)動(dòng)中會(huì)進(jìn)行的比在運(yùn)動(dòng)中會(huì)進(jìn)行的比較緩慢，也就是說，較緩慢，也就是說，在空間中高速移

5、動(dòng)的在空間中高速移動(dòng)的時(shí)鐘，比固定于地面時(shí)鐘，比固定于地面上的時(shí)鐘走得慢上的時(shí)鐘走得慢19711971年，科學(xué)家將銫原子鐘放在噴氣式飛機(jī)中作環(huán)年，科學(xué)家將銫原子鐘放在噴氣式飛機(jī)中作環(huán)球飛行，然后與地面的基準(zhǔn)鐘對(duì)照實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論預(yù)球飛行，然后與地面的基準(zhǔn)鐘對(duì)照實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論預(yù)言符合的很好這是相對(duì)論的第一次宏觀驗(yàn)證言符合的很好這是相對(duì)論的第一次宏觀驗(yàn)證 早在早在19411941年，科學(xué)家通過對(duì)宇宙線的年，科學(xué)家通過對(duì)宇宙線的觀測(cè)證實(shí)了相對(duì)論的結(jié)論，美國科學(xué)家羅觀測(cè)證實(shí)了相對(duì)論的結(jié)論，美國科學(xué)家羅西和霍爾在不同高度統(tǒng)計(jì)了宇宙線中西和霍爾在不同高度統(tǒng)計(jì)了宇宙線中子子的數(shù)量，結(jié)果與相對(duì)論預(yù)言完全一致的數(shù)

6、量，結(jié)果與相對(duì)論預(yù)言完全一致201cvtt201cvll當(dāng)兩個(gè)參考系的當(dāng)兩個(gè)參考系的相對(duì)速度可與光速相相對(duì)速度可與光速相比時(shí)，時(shí)間與空間的比時(shí)，時(shí)間與空間的相對(duì)性才比較明顯相對(duì)性才比較明顯 狹義相對(duì)論的結(jié)論已經(jīng)完全得到證實(shí)，實(shí)際狹義相對(duì)論的結(jié)論已經(jīng)完全得到證實(shí)，實(shí)際上它已經(jīng)成為微觀粒子研究的基礎(chǔ)之一上它已經(jīng)成為微觀粒子研究的基礎(chǔ)之一 牛頓物理學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀：物理學(xué)的空間牛頓物理學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀：物理學(xué)的空間與時(shí)間是絕對(duì)分離沒有聯(lián)系的，脫離物質(zhì)而與時(shí)間是絕對(duì)分離沒有聯(lián)系的，脫離物質(zhì)而單獨(dú)存在，與物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)無關(guān)。單獨(dú)存在，與物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)無關(guān)。 而相對(duì)論認(rèn)為：有物質(zhì)才有時(shí)間和空間，而相對(duì)論認(rèn)為：有物質(zhì)才有時(shí)間和空間，空間和時(shí)間與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)?？臻g和時(shí)間與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)。 人類對(duì)于空間、時(shí)間更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)而形人類對(duì)于空間、時(shí)間更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)而形成的新的時(shí)空觀，是建立在新的實(shí)驗(yàn)事實(shí)和成的新的時(shí)空觀，是建立在新的實(shí)驗(yàn)事實(shí)和相關(guān)結(jié)論與傳統(tǒng)觀念不一致的矛盾基礎(chǔ)上，相關(guān)結(jié)論與傳統(tǒng)觀念不一致的矛盾基礎(chǔ)上，不斷發(fā)展、不斷完善起來的。不