大學(xué)物理電子教案遼寧工程技術(shù)大學(xué)物理教研室第1頁(yè)9/13/20231一、狹義相對(duì)論兩個(gè)基本假設(shè)(兩個(gè)基本原理)1.狹義相對(duì)性原理在全部慣性系中，一切物理學(xué)定律都含有相同數(shù)學(xué)表示式2.光速不變?cè)碓谌繎T性系中，光在真空中速率都相等(等于C)小結(jié)第2頁(yè)9/13/20232二、洛侖茲坐標(biāo)變換逆變換正變換空間間隔與時(shí)間間隔第3頁(yè)9/13/20233三、洛侖茲速度變換逆變換正變換第4頁(yè)9/13/20234一維洛侖茲速度變換式第5頁(yè)9/13/202353.2相對(duì)論運(yùn)動(dòng)學(xué)一、長(zhǎng)度收縮1.長(zhǎng)度收縮公式靜止靜止在S’系S’系:S系:依據(jù)洛侖茲變換

第6頁(yè)9/13/20236在相對(duì)于棒靜止慣性系中測(cè)得長(zhǎng)度。固有長(zhǎng)度在相對(duì)于棒運(yùn)動(dòng)慣性系中測(cè)得長(zhǎng)度

運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度說(shuō)明:物體沿運(yùn)動(dòng)方向長(zhǎng)度收縮。在什么樣

(最長(zhǎng))在各個(gè)不一樣慣性系中測(cè)量同一根棒長(zhǎng)度,在相對(duì)于棒靜止慣性系中測(cè)得棒最長(zhǎng)。靜止靜止在S’系

第7頁(yè)9/13/202372.幾點(diǎn)說(shuō)明:(1)物體沿運(yùn)動(dòng)方向長(zhǎng)度收縮,物體沿垂直運(yùn)動(dòng)方向長(zhǎng)度不變。靜止在S系(4)當(dāng)時(shí),(5)當(dāng)u→c時(shí),在處理問(wèn)題時(shí)必須考慮長(zhǎng)度收縮效應(yīng)。

比如:直線加速器出口處,電子速度到達(dá)0.999975c(6)長(zhǎng)度收縮公式也適合用于對(duì)某一慣性系中兩個(gè)固定點(diǎn)間距離測(cè)量,在該慣性中測(cè)得是固有長(zhǎng)度,在其它慣性系中測(cè)得是運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度。靜止（2）長(zhǎng)度收縮是互逆，(3)長(zhǎng)度收縮是運(yùn)動(dòng)效應(yīng)，與熱脹冷縮或壓縮不一樣。

他人尺子都比自己短。第8頁(yè)9/13/20238思索

靜止在S系幾何圖形，在S'系中討論其形狀第9頁(yè)9/13/20239

科學(xué)幻想:兩個(gè)孿生姐妹宇航員對(duì)話姐姐在地面上，妹妹在高速飛行飛船上。

在地面上聽(tīng)：姐姐：“妹妹，我看見(jiàn)你身高變矮了，你感覺(jué)怎么樣？”妹妹：“我-很-正-常，沒(méi)-有-變-矮！”在飛船上聽(tīng)：妹妹：“姐姐，我看見(jiàn)你變瘦了，你感覺(jué)怎么樣？”姐姐：“我-也-很-正-常，沒(méi)-有-變-瘦！”姐姐妹妹第10頁(yè)9/13/202310二、時(shí)間膨脹1.時(shí)間膨脹公式靜止S’系:S系:A：B：S’系A(chǔ)：B：S系第11頁(yè)9/13/202311在相對(duì)事件發(fā)生地點(diǎn)靜止慣性系中測(cè)得時(shí)間。固有時(shí)間在相對(duì)事件發(fā)生地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)慣性系中測(cè)得時(shí)間。相對(duì)論時(shí)間在什么樣

(最短)在各個(gè)不一樣慣性系中測(cè)量二事件發(fā)生時(shí)間間隔在相對(duì)事件發(fā)生地點(diǎn)靜止慣性系中測(cè)得時(shí)間最短。在相對(duì)事件發(fā)生地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)慣性系中測(cè)得時(shí)間比在相對(duì)事件發(fā)生地點(diǎn)靜止慣性系中測(cè)得時(shí)間長(zhǎng)。

靜止第12頁(yè)9/13/202312靜止002.時(shí)間膨脹效應(yīng)還能夠用時(shí)鐘走得快慢來(lái)說(shuō)明。相對(duì)于觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)鐘變慢。3.幾點(diǎn)說(shuō)明00靜止

(1)時(shí)鐘變慢是互逆,他人鐘都比自己鐘走得慢。第13頁(yè)9/13/202313(4)在粒子物理學(xué)中,時(shí)間膨脹效應(yīng)取得了大量試驗(yàn)證實(shí)。某種粒子從產(chǎn)生到衰變所經(jīng)歷平均時(shí)間。粒子壽命:S’粒子固有壽命試驗(yàn)室S運(yùn)動(dòng)壽命(3)當(dāng)時(shí),比固有壽命長(zhǎng)(2)運(yùn)動(dòng)鐘變慢是運(yùn)動(dòng)效應(yīng)，不是不準(zhǔn)。第14頁(yè)9/13/202314三、同時(shí)性相對(duì)性考查：在某一參考系內(nèi)，同時(shí)發(fā)生兩件事，在另一個(gè)參考系看來(lái)是否是同時(shí)發(fā)生？由伽利略變換

在一個(gè)參考系內(nèi)，同時(shí)發(fā)生兩件事，在其它任何一個(gè)參考系內(nèi)觀察，總是同時(shí)發(fā)生。同時(shí)性是絕正確第15頁(yè)9/13/202315靜止AB第16頁(yè)9/13/202316異時(shí)同地異時(shí)異地在一個(gè)慣性系中同一地點(diǎn)不一樣時(shí)刻發(fā)生兩個(gè)事件，在另一個(gè)慣性系中觀察，發(fā)生在不一樣地點(diǎn)和不一樣時(shí)刻。S系S’系意義同時(shí)異地異時(shí)異地在一個(gè)慣性系中不一樣地點(diǎn)同一時(shí)刻發(fā)生兩個(gè)事件，在另一個(gè)慣性系中觀察，發(fā)生在不一樣地點(diǎn)和不一樣時(shí)刻。(1)(2)第17頁(yè)9/13/202317(3)異時(shí)異地異時(shí)異地在一個(gè)慣性系中不一樣地點(diǎn)不一樣時(shí)刻發(fā)生兩個(gè)事件，在另一個(gè)慣性系中觀察，若則則若發(fā)生在不一樣地點(diǎn)和不一樣時(shí)刻。普通情況下:特殊情況下:同時(shí)異地同地異時(shí)S系S’系意義第18頁(yè)9/13/202318S系S’系意義同時(shí)同地同時(shí)同地在一個(gè)慣性系中同一地點(diǎn)同一時(shí)刻發(fā)生兩個(gè)事件，在另一個(gè)慣性系中觀察，發(fā)生在同一地點(diǎn)和同一時(shí)刻。(4)注意:“同地”指沿X軸上同一點(diǎn);“異地”指沿X軸上不一樣兩點(diǎn)S系S’系(1)同地異時(shí)異地異時(shí)(2)異地同時(shí)異地異時(shí)(3)異地異時(shí)異地異時(shí)(同地異時(shí)或同時(shí)異地)(4)同地同時(shí)同地同時(shí)第19頁(yè)9/13/202319若說(shuō)明在S系中觀察,B事件比A事件后發(fā)生。說(shuō)明在S’系中觀察,B事件比A事件后發(fā)生。說(shuō)明在S’系中觀察,B事件比A事件先發(fā)生。說(shuō)明在S系中觀察,B事件與A事件同時(shí)發(fā)生對(duì)于有因果關(guān)系兩個(gè)事件,它們發(fā)生時(shí)間次序,在任何慣性系中觀察,都是不應(yīng)該顛倒。S系A(chǔ)事件:B事件:S’系第20頁(yè)9/13/202320例題1：在系中：在系中：系：（2）解（1）系：（2）相對(duì)速度求：（1）在系看第21頁(yè)9/13/202321解：例2：北京至廣州直線距離km，同時(shí)發(fā)生兩事件，中午12：00，北京站開(kāi)出一列火車，廣州站開(kāi)出一列火車。此時(shí)，有一飛船以速度經(jīng)過(guò)。問(wèn)：飛船上看來(lái)，兩列火車開(kāi)出時(shí)間差是多少？北京廣州廣州先發(fā)車，北京后發(fā)車..第22頁(yè)9/13/202322在相對(duì)于棒靜止慣性系中測(cè)得長(zhǎng)度。固有長(zhǎng)度在相對(duì)于棒運(yùn)動(dòng)慣性系中測(cè)得長(zhǎng)度。

運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度物體沿運(yùn)動(dòng)方向長(zhǎng)度收縮，物體沿垂直運(yùn)動(dòng)方向長(zhǎng)度不變。(最長(zhǎng))在各個(gè)不一樣慣性系中測(cè)量同一根棒長(zhǎng)度，在相對(duì)于棒靜止慣性系中測(cè)得棒最長(zhǎng)。小結(jié)一、長(zhǎng)度收縮第23頁(yè)9/13/202323在相對(duì)事件發(fā)生地點(diǎn)靜止慣性系中測(cè)得時(shí)間。固有時(shí)間在相對(duì)事件發(fā)生地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)慣性系中測(cè)得時(shí)間。相對(duì)論時(shí)間(最短)在各個(gè)不一樣慣性系中測(cè)量二事件發(fā)生時(shí)間間隔在相對(duì)事件發(fā)生地點(diǎn)靜止慣性系中測(cè)得時(shí)間最短。相對(duì)于觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)鐘變慢。某種粒子從產(chǎn)生到衰變所經(jīng)歷平均時(shí)間粒子壽命S’固有壽命試驗(yàn)室S運(yùn)動(dòng)壽命粒子二、時(shí)間膨脹第24頁(yè)9/1