本章學(xué)習(xí)要點(diǎn)2.理解愛因斯坦相對性原理和光速不變原理3.理解同時(shí)性的相對性，時(shí)鐘延緩，長度收縮等相對論效應(yīng)。1.理解相對論的時(shí)空觀和絕對時(shí)空觀之間的不同，以及洛侖茲變換與伽利略變換的關(guān)系。4.理解相對論質(zhì)量、動量、和能量等概念和公式，以及它們和牛頓力學(xué)中相應(yīng)各量的關(guān)系。經(jīng)典時(shí)空觀

經(jīng)典時(shí)空觀（絕對時(shí)空觀）認(rèn)為：時(shí)間與空間都是絕對的，彼此無關(guān)的，獨(dú)立于運(yùn)動之外的。1.長度不變，2.時(shí)間不變，3.絕對同時(shí)性，4.質(zhì)量不變，5.慣性系中所有力學(xué)規(guī)律相同。牛頓定律成功地解決了低速、宏觀物體的運(yùn)動問題狹義相對論兩個(gè)基本原理1.相對性原理所有慣性參照系中物理規(guī)律都是相同的。2.光速不變原理

在所有慣性系中，光在真空中的速率相同，與慣性系之間的相對運(yùn)動無關(guān)，也與光源、觀察者的運(yùn)動無關(guān)。=￠=￠=￠-=￠ttzzyyutxx洛侖茲變換回到伽利略變換！洛侖茲變換相對論的時(shí)空觀1.

同時(shí)性的相對性:2.

運(yùn)動的鐘時(shí)間延緩:

t=t2

－t1

原時(shí)：同一地點(diǎn)兩事件的時(shí)間間隔

t=t2－t1測時(shí)：異地發(fā)生的該兩事件的時(shí)間間隔原時(shí)最短。3.

運(yùn)動的棒長度收縮同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事件的空間位置間的距離(觀測長度):與觀察者相對靜止的棒的長度(固有長度):固有長度最長相對論質(zhì)量（relativisticmass）:相對論動量：相對論能量動量關(guān)系式相對論動能靜能-粒子靜止時(shí)具有的能量相對論能量-粒子以速率v運(yùn)動時(shí)具有的能量1.一火箭的固有長度為L，相對于地面作勻速直線運(yùn)動的速度為v1，火箭上有一個(gè)人從火箭的后端向火箭前端上的一個(gè)靶子發(fā)射一顆相對于火箭的速度為v2的子彈．在火箭上測得子彈從射出到擊中靶的時(shí)間間隔是：(c表示真空中光速)

(A)(B)

(C)(D)［］所有長度，速度均在同一參考系內(nèi)，長度為固有長度。2.宇宙飛船相對于地面以速度v作勻速直線飛行，某一時(shí)刻飛船頭部的宇航員向飛船尾部發(fā)出一個(gè)光訊號，經(jīng)過Δt(飛船上的鐘)時(shí)間后，被尾部的接收器收到，則由此可知飛船的固有長度為(c表示真空中光速)

(A)

(B)(C)(D)[]飛船上的時(shí)鐘相對飛船靜止，光速在不同參考系間保持不變，則飛船固有長度3.一宇航員要到離地球?yàn)?光年的星球去旅行．如果宇航員希望把這路程縮短為3光年，則他所乘的火箭相對于地球的速度應(yīng)是：(c表示真空中光速)(A)v=(1/2)c．(B)v=(3/5)c．(C)v=(4/5)c．(D)v=(9/10)c．[]5光年是固有長度，長度收縮則4.K系與K＇系是坐標(biāo)軸相互平行的兩個(gè)慣性系，K＇系相對于K系沿Ox軸正方向勻速運(yùn)動．一根剛性尺靜止在K＇系中，與O'x'軸成30°角．今在K系中觀測得該尺與Ox軸成45°角，則K＇系相對于K系的速度是：(2/3)c．(B)(1/3)c．

(C)(2/3)1/2c．(D)(1/3)1/2c．[]由于在O‘X’軸方向長度收縮，而垂直方向長度不變，則角度變大5.邊長為a的正方形薄板靜止于慣性系K的Oxy平面內(nèi)，且兩邊分別與x，y軸平行．今有慣性系K＇以0.8c（c為真空中光速）的速度相對于K系沿x軸作勻速直線運(yùn)動，則從K＇系測得薄板的面積為

(A)0.6a2．(B)0.8a2．

(C)a2．(D)a2／0.6．[]X’方向長度收縮，Y方向長度不變6.在某地發(fā)生兩件事，靜止位于該地的甲測得時(shí)間間隔為4s，若相對于甲作勻速直線運(yùn)動的乙測得時(shí)間間隔為5s，則乙相對于甲的運(yùn)動速度是(c表示真空中光速)

(4/5)c．(B)(3/5)c．

(C)(2/5)c．(D)(1/5)c．[]靜止該地測得的時(shí)間是本地時(shí)，而運(yùn)動測量的時(shí)間延長7.設(shè)某微觀粒子的總能量是它的靜止能量的K倍，則其運(yùn)動速度的大小為(以c表示真空中的光速)(B)(C)(D)[]8.在慣性參考系S中，有兩個(gè)靜止質(zhì)量都是m0的粒子A和B，分別以速度v沿同一直線相向運(yùn)動，相碰后合在一起成為一個(gè)粒子，則合成粒子靜止質(zhì)量M0的值為(c表示真空中光速)(B)(C)(D)[]解：設(shè)復(fù)合粒子質(zhì)量為M

速度為

碰撞過程，動量守恒由能量守恒>損失的動能轉(zhuǎn)換成靜能——結(jié)合能（碰后靜止）9.根據(jù)相對論力學(xué)，動能為0.25MeV的電子，其運(yùn)動速度約等于

(A)0.1c(B)0.5c

(C)0.75c(D)0.85c

［］(c表示真空中的光速，電子的靜能m0c2=0.51MeV)

10.一個(gè)電子運(yùn)動速度v=0.99c，它的動能是：(電子的靜止能量為0.51MeV)(A)4.0MeV．(B)3.5MeV．

(C)3.1MeV．(D)2.5MeV．[]

11.已知慣性系S＇相對于慣性系S系以0.5c的勻速度沿x軸的負(fù)方向運(yùn)動，若從S＇系的坐標(biāo)原點(diǎn)O＇沿x軸正方向發(fā)出一光波，則S系中測得此光波在真空中的波速為____________________________________．

C光速不變12.一觀察者測得一沿米尺長度方向勻速運(yùn)動著的米尺的長度為0.5m．則此米尺以速度v

＝________________________m·s-1接近觀察者．

長度收縮則2.60×108

13.某加速器將電子加速到能量E=2×106

eV時(shí)，該電子的動能EK

=_____________________eV．（電子的靜止質(zhì)量me

=9.11×10-31kg,1eV=1.60×10-19J）1.49×106

14.設(shè)電子靜止質(zhì)量為me，將一個(gè)電子從靜止加速到速率為0.6c(c為真空中光速)，需作功________________________．需作功等于電子的動能增量，本題即等于電子的動能0.25mec215.當(dāng)粒子的動能等于它的靜止能量時(shí)，它的運(yùn)動速度為______________．

、一艘宇宙飛船的船身固有長度為Ｌ0＝90ｍ，相對于地面以v＝0.8ｃ（ｃ為真空中光速）的勻速度在一觀測站的上空飛過。１）觀測站測得飛船的船身通過觀測站的時(shí)間間隔？２）宇航員測得船身通過觀測站的時(shí)間間隔是多少？解：（１）觀測站測得飛船船身的長度為則

ｔ1＝l／v＝2.25×10－7ｓ（２）宇航員測得飛船船身的長度為Ｌ0，則ｔ2＝Ｌ0／v＝3.75×10－7ｓ18、觀察者甲和乙分別靜止于兩個(gè)慣性參照系K和K′中，甲測得在同一地點(diǎn)發(fā)生的兩個(gè)事件的時(shí)間間隔為4s，而乙測得這兩個(gè)事件的時(shí)間間隔為5s。求：（1）K′相對于K的運(yùn)動速度。（2）乙測得這兩個(gè)事件發(fā)生的地點(diǎn)的距離。由題意知在K系中的時(shí)間間隔為固有時(shí)，即Δt=4.0s，而Δt′=5.0s。根據(jù)時(shí)間延緩效應(yīng)的關(guān)系式

兩事件在K′系中的空間間隔為 可得K′系相對K系的速度為19：在慣性系S中，觀察到兩個(gè)事件同時(shí)發(fā)生在x軸上，其間距是1000m，而在S'系中觀察這兩事件之間的距離是2000m。試求：S'系中這兩事件的時(shí)間間隔。解：S系中

t=0，

x=1000m。2222211cuxcuttcuutxx--=￠--=￠2222211cuxcuttcuutxx--=￠--=￠