1、相對論淺涉,更高更妙的物理之,1,PPT學習交流,大自然及其法則在黑暗中隱藏; 上帝說:“派牛頓去吧!” 于是,一切豁然開朗。,但這并不久長。 魔鬼大喝一聲：派愛因斯坦去！ 于是，一切恢復原樣。,2,PPT學習交流,伽俐略的相對性,為描述物體的機械運動所取的參考系，根據(jù)牛頓運動定律是否適用而分別稱作慣性參考系與非慣性參考系:,伽利略通過實驗指出： 一切彼此相對做勻速直線運動的慣性參考系，對于描寫運動的力學規(guī)律是完全等價的，任何力學實驗都不可能確定某個慣性系是否“絕對靜止”,3,PPT學習交流,伽俐略相對性,飛鏢速度是70m/s,飛鏢速度是20m/s,4,PPT學習交流,伽俐略相對性,F=ma,

2、任何不做加速運動的觀察者都觀察到同樣的力學規(guī)律！,5,PPT學習交流,愛因斯坦相對性,蘋果下落加速度是g,任何不做加速運動的觀察者都觀察到同樣的自然規(guī)律，在速度不變的封閉系統(tǒng)內(nèi)做的任何實驗都不能確定系統(tǒng)是靜止的還是運動的,6,PPT學習交流,光的速度是2.25108m/s耶,光是靜止的?太荒謬了,光的速度是3108m/s,7,PPT學習交流,光速不變原理：,相對性原理：,在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的,在彼此相對做勻速直線運動的任一慣性參考系中，所測得的光速都是相等的,物理學家把建立在兩條原理基礎上的一系列理論叫做,狹義相對論,狹義相對論的兩條基本原理,示例,構架,8,PPT學習

3、交流,例證:邁克耳遜實驗,這個實驗是為了觀察絕對靜止的以太中的光干涉圖樣而設計的,M,B,9,PPT學習交流,例證:觀察超新星爆發(fā),超新星剛爆發(fā)時,光信號源獲得向外速度v!,“至和元年五月巳丑,出天關東南可數(shù)寸,歲余稍沒.”說的是我國北宋至和元年觀測到一顆超新星爆發(fā)，肉眼白日可見，約2個月后光度減半,一年余用肉眼完全看不見根據(jù)現(xiàn)代的觀測資料，這超新星遺跡即今金牛座中的蟹狀星云，其到地球的距離為L=5000光年，爆發(fā)是勻速球狀膨脹，向外膨脹的平均速率約 510-3光年/年如果光速與光源運動速度有關，則在剛爆發(fā)后，地球上白天能用肉眼看到它的時間有多長？,由伽俐略的相對性:,向著地球膨脹的信號向地球

4、的最大速度為 c+v,背著地球膨脹的信號向地球的最小速度為 c-v,各信號到達地球先后間隔,與史料記載不符,10,PPT學習交流,例證:亞原子輻射,1966年做過的實驗:,一個以0.99975c運動的0介子發(fā)生衰變向前和向后各輻射一個光子：,精確實驗測得，向前、向后運動的光子速度都仍是c.,返回,11,PPT學習交流,狹義相對論,12,PPT學習交流,狹義相對論的時空觀,同時的相對性,設有兩個事件，在一個參考系中同時發(fā)生在兩個不同地點，而在另一個參考系中，觀察者卻測得這兩個事件發(fā)生的時刻并不相同，同時的概念是相對的，是隨著參考系的選擇而改變的,13,PPT學習交流,小因:閃光先到后壁,小愛:閃

5、光同時到達,事件A閃光照到后壁,事件B閃光照到前壁,0.8c,14,PPT學習交流,A先開槍,同時開槍,事件A后壁人開槍,事件B前壁人開槍,0.8c,15,PPT學習交流,地面上P、Q兩處同時發(fā)生兩個事件,同時發(fā)生,Q事件先發(fā)生噢,飛船上的人觀察到什么？,表示兩事件發(fā)生的兩閃光相遇在P、Q中點,16,PPT學習交流,飛船系統(tǒng)上P、Q兩處同時發(fā)生兩個事件,同時發(fā)生,地面上的人觀察到了什么？,嗯!P事件先發(fā)生,同時發(fā)生,17,PPT學習交流,本題正確選項為D,本題正確選項為A,18,PPT學習交流,兩個閃電同時發(fā)生,B閃電先發(fā)生,19,PPT學習交流,愛因斯坦騎著一根光線, 一面鏡子持在他手中,

6、鏡子里他看不到自己飛行中的面孔, 這個原因我現(xiàn)在已懂. 因為鏡子也以光速運動, 因此永遠到不了鏡子,他的尊容.,愛因斯坦的飛馬,20,PPT學習交流,時間間隔的相對性,相對論認為，從對于發(fā)生事件的地點做相對運動的坐標系中所測得的時間要比從相對靜止的坐標系中所測得的時間來得長：若在K系中某處發(fā)生的事件經(jīng)歷的時間為t，則從相對K系以v勻速運動的K系中測得該事件經(jīng)歷的時間,鐘慢效應,時間是人們用鐘測量出來的物理量,21,PPT學習交流,間隔時間t,事件A閃光從下發(fā)出,事件B閃光回到原處,事件發(fā)生在以速度v運動的車廂里,間隔時間,22,PPT學習交流,羊的壽命12個月 豬的壽命15個月,豬的壽命12個

7、月 羊的壽命15個月,孰錯孰對？,23,PPT學習交流,考察小因和小愛的壽命長度,假設:小因和小愛同時出生,他們的壽命都 有80年,他們畢生都以0.745c的速度相對運動.,當 小愛看到自己是60歲時,他看到小因是多少(小愛)歲?,當 小因看到自己是45歲時,他看到小愛是多少(小因)歲?, 小愛的孫子觀察到小愛活了多少歲?, 小愛的孫子觀察到小因活了多少歲?,小因的孫子觀察到小因活了多少歲?,小因的孫子觀察到小愛活了多少歲?,假設:小因和小愛同時出生在地球,小因乘飛船以0.745c的速度做太空旅行., 小愛觀察到小因的一年相當于自己的多少年?,24,PPT學習交流, 小愛觀察到小因旅行用了60

8、年,小因回到地球時,小愛大 了 歲;小愛觀察到小因大了 歲?小因觀察 到自己大了 歲;小愛大了 歲?,假設你的母親30歲時以0.999C離開地球到26光年遠的織女星呆了3年返回,你母親離開時你5歲., 你母親回來時你將是多少歲?, 你母親在旅途中老了多少歲?, 你母親回來時年齡多少歲?, 你能在自己的一生中完成到離地球200光年的遙遠星球的往返旅行嗎?, 你母親能在你出生后離開地球并在你出生前回到地球嗎?,25,PPT學習交流,子是靜止時的壽命為t=2.210-6s.據(jù)報道，在一次高能加速器實驗中， 子的運動速度為v=0.9966c，則它從產(chǎn)生到湮滅的一生所通過的路程為 A. 約660m B.

9、約800m C.約6600m D. 約8000m,示例,對子所在參照系, 子通過的路程是,在實驗參照系中， 測得子的壽命為,子一生所通過的路程為,26,PPT學習交流,在教師的參照系里,“你們的時間”是老師在自己參考系里觀察的“靜止的鐘”的時間：,在學生的參照系里,“你們的時間”是學生觀察教師參考系“運動的鐘”，故,27,PPT學習交流,相對于兩極，赤道以每日2R的速度勻速運動，如果赤道那只鐘測得時間過了t=50億年，則兩極上的鐘指示的歲月流逝,愛因斯坦在他1905年創(chuàng)立狹義相對論的論文中說：“一個在地球赤道上的鐘，比起放在兩極的一只性能上完全相同的鐘來，在別的條件相同的情況下，它要走得慢”地

10、球從形成到現(xiàn)在約50億年，假定地球形成時就有愛因斯坦說的那樣兩個鐘，兩鐘記錄下的兩極與赤道的年齡之差是多少？地球半徑R取6378 km,專題26-例3,28,PPT學習交流,地球上的觀察者看到太陽鐘比地球鐘走得慢,按上題中同樣道理，一個在地球上的鐘，要比一個性能完全相同、所處條件也完全相同的設想放在太陽上的鐘略為快些還是慢些？設太陽年齡為50億年，地球公轉的平均速率為29.76 km/s，則地球年齡比太陽相差多少年？,小試身手題1,29,PPT學習交流,地球上的觀察者認為宇航員飛行時間為,宇航員從地球起飛時，打算用他生命的0.43年到達半人馬星，根據(jù)地球上的測量，該星到地球的距離為4.3光年，

11、試問宇航員應以多大速度航行？（速度以光速c為單位）,相對論練習5,狹義相對論,30,PPT學習交流,空間的相對性,在從對于物體有相對速度v的坐標系中所測得的沿速度方向的物體的長度l，總是比在與物體相對靜止的坐標系中測得的長度l短：,垂直于相對速度v方向的長度則不變,尺縮效應,空間長度是人們測量出來的物理量,31,PPT學習交流,這根桿長L,事件A桿左端讀數(shù),事件B桿右端讀數(shù),觀察者同時讀出兩端讀數(shù)得桿長,這根桿長 L,32,PPT學習交流,桌長L,桌子固定在以速度v相對地面運動的車廂,桌長L,小因測得運動的桌子長,小愛測得靜止的桌子長,33,PPT學習交流,湯普斯金先生來到一座光速為20km/

12、s的夢中城市,34,PPT學習交流,本題正確選項為B,有一根桿子，靜止時它的長度超過門的寬度，因此橫著拿不進門，如圖(甲)現(xiàn)使桿在門前沿桿長方向運動，在門的參考系看，如圖（乙）；在桿的參考系看，如圖（丙）下列說法正確的是 A. 無論怎樣桿橫著總拿不進門 B. 乙情況可以拿進門，因為桿縮短了 C. 丙情況可以拿進門，因為桿縮短了 D. 丙情況可以拿進門，因為門變寬了,相對論練習6,35,PPT學習交流,對車上觀察者,廣告牌以0.6c高速運動，運動方向尺寸“縮短”,本題正確選項為D,一張宣傳畫5 m見方，平行貼于鐵路旁廣告牌，一高速列車以0.6c速度駛過，在司機看來，宣傳畫的尺寸是 A. 5 m5

13、 m的正方形 B. 4 m4 m的正方形 C. 6.25m5 m的長方形 D. 4m5 m的長方形,相對論練習7,36,PPT學習交流,對車上觀察者,所見輪為一圓,其方程為,對地面觀察者,在運動方向上輪的尺寸“縮短”,對地面觀察者,在垂直運動方向上輪的尺寸不變,一輛車輪半徑為R的“汽車”以接近光速的恒定速度v相對于地面沿直線運動一個相對于地面靜止的觀察者所看到的汽車車輪形狀是什么樣的？并加以證明,相對論練習8,37,PPT學習交流,在K系中觀察K系中兩事件的時間間隔變長：,在K系中觀察兩事件的位置距離為：,38,PPT學習交流,在實驗室參考系測得+介子的壽命是,+介子衰變前的路程是,+介子參照

14、系觀察的路程,介子是一不穩(wěn)定粒子，平均壽命是2.610-8s（在它自己參考系中測得）如果此粒子相對于實驗室以0.8c的速度運動，則 介子壽命的實驗室測得值是多長？ 介子在衰變前運動了多長距離？,小試身手題4,39,PPT學習交流,設火箭速度為v,則有,火箭應以_c的速度相對于觀察者運動，才能使它的長度變成它靜止時的90%？,相對論練習10,40,PPT學習交流,一個“光鐘”由一個處于S平面的點光源A和與S面平行、相距為l0的平面鏡M組成與這個光鐘相對靜止的參考系中，一個“滴答”的時間即閃光從A到達M再反射回A的時間是 假如這光鐘安裝在一個以v快速運動的車上，地面觀察者看到閃光從A沿垂直于v方向

15、到達M再反射回A，如圖甲，車上觀察者則看到閃光從A沿斜線到達M再反射到S平面上的B，如圖乙，求車上觀察者測出閃光一個“滴答”的時間；又，若方向改變90安裝光鐘，如圖丙，這時地面觀察者測得A與平面鏡M的距離是多少？一個“滴答”的時間是多少？,求車上觀察者測出閃光一個“滴答”的時間;,與平面鏡M的距離是多少？,小試身手題2,41,PPT學習交流,地面觀察者觀察光鐘,看到閃光時間,地面觀察者測出A平面鏡M的距離變短是,地面觀察者測出光鐘變慢,一個滴答的時間是,車上觀察者觀察光鐘看到閃光時間,或者在車參考系中,返回題文,42,PPT學習交流,地面(S1系)觀察者看到運動的火車縮短到與靜止的隧道一樣長:

16、,火車上(S2系)觀察者測出運動的隧道縮短,設:從前端對齊(A2A1)到后端對齊(B2B1)經(jīng)時間t,則有,已知隧道A1B1的長度為L1，火車A2B2的靜長為L2，L2L1(1)如圖所示，設火車A2B2以勻速率v駛進隧道，使得地面S1系中的觀察者發(fā)現(xiàn)A2與A1相遇時，B2與B1也相遇試求v值；(2)引入隨火車一起運動的慣性系S2，在S2系中的觀察者必定認為A2與A1先相遇，爾后B2與B1相遇試求其間的時間間隔t2,小試身手題6,43,PPT學習交流,專題26-例4,一艘宇宙飛船以0.8c的速度于中午飛經(jīng)地球，此時飛船上和地球上的觀察者都把自己的時鐘撥到12點按飛船上的時鐘于午后12點30分飛經(jīng)

17、一星際宇航站，該站相對于地球固定，其時鐘指示的是地球時間試問按宇航站的時鐘飛船何時到達該站？試問按地球上的坐標測量，宇航站離地球多遠？于飛船時間午后12點30分從飛船向地球發(fā)送無線電信號，試問地球上的觀察者何時（按地球時間）接到信號？若地球上的觀察者在接收到信號后立即發(fā)出回答信號，試問飛船何時（按飛船時間）接收到回答信號？,2.,3.,4.,44,PPT學習交流,飛船觀察者觀察飛船時鐘時間間隔30min,則宇航站觀察者認為飛船鐘慢,地球觀察者觀察飛船發(fā)生的位移為,飛船發(fā)信號時地球時間12:50, 地球觀察者認為信號傳播時間為,地球觀察者接收到信號的地球時間為下午1:30,設地球觀察者測得回答信

18、號傳播時間為t2,則,從飛船發(fā)信號(飛船鐘12:30)到收到回答信號經(jīng)地球時間為400min,飛船時間設為t,有,返回題文,按宇航站的時鐘飛船12:50 經(jīng)過該宇航站,或設飛船觀察者測得發(fā)、收信號經(jīng)時間t,則,狹義相對論,飛船鐘面時間為下午4:30!,45,PPT學習交流,狹義相對論的速度變換法則,如果在K系中有質(zhì)點沿X 正方向以速度 勻速運動，則該質(zhì)點對于K系的速度為,K系相對于K的速度,沿X方向為正 沿-X方向為負,小愛的速度是ux,46,PPT學習交流,設某恒星為K系, 飛船A為K系, 飛船B在K系中以速度0.8c運動, K系相對K系速度為0.8c,則飛船B相對K系飛船A的速度由相對論速

19、度變換公式得:,與伽利略的速度疊加結果比較:,兩只飛船相對某遙遠的恒星以0.8c的速率向相反方向移開，求兩飛船的相對速度，并與伽利略的速度疊加結果比較,相對論練習題11,47,PPT學習交流,與上題一樣,兩質(zhì)子的相對速度由相對論速度變換公式得:,對速度遠小于光速的小球:,兩個小球以2 m/s的速度向東、西方向運 動，兩個質(zhì)子都以2108 m/s的速度往相反方向運動在 這兩種情況下，試問兩小球的相對速度和兩質(zhì)子的相對 速度各是多少?,相對論練習題12,48,PPT學習交流,設觀察者在K系, 原子核為K系, 電子在K 系中以速度0.8c運動,原子核(K系)相對觀察者(K系)速度為0.5c,則電子相

20、對(K系)觀察者的速度由相對論速度變換公式得:,光子速度不變?yōu)閏,一原子核以0.5c的速度離開一觀察者，在它運動的方向上發(fā)射一電子，該電子相對核有0.8c的速度，觀察者測得電子速度是多大？若此原子核又向后發(fā)射一光子，光子速度是多大？,相對論練習題13,49,PPT學習交流,設地球在K系, 星團為K系, 流星在K 系中以速度0.8c運動,流星對星團(K系)為0.6c,設星團對地球的速度v,由相對論速度變換公式得:,50,PPT學習交流,如圖所示，在其恒星參照系S中，飛船A和 飛船B以相同速率c（c為真空中光速）做勻速直線運 動飛船A的運動方向與x方向一致，而飛船B的運動方 向與x方向一致，兩飛船

21、軌跡之間的垂直距離為d當A 和B靠得最近時，從A向B發(fā)出一細束無線電聯(lián)絡信號試 問：為使B能接收到信號，A中的宇航員認為發(fā)射信號 的方向應與自己的運動方向成什么角？飛船B接收信號 時，B中宇航員認為自己與飛船A相距多少？,小試身手題8,51,PPT學習交流,A對S系的速度0.8c,S對B系速度0.8c,則A對B的速度為,設A觀察信號到達B經(jīng)時間t,有,即與A運動方向成,對B 觀察者,信號沿垂直運動方向,故時間為,與A距離,返回題文,狹義相對論,52,PPT學習交流,質(zhì)量的相對性,狹義相對論內(nèi)，物體的質(zhì)量是隨著速度而改變的，兩者的關系是,53,PPT學習交流,質(zhì)能等當,物體靜止時的能量,物體運動

22、時的能量,物體的動能,物體的能量與動量的關系,光子的能量與動量的關系,54,PPT學習交流,光子能量=E/2,質(zhì)量為M的物體受到二個相向而行、能量各為E/2的光子的撞擊并將其吸收,對以垂直于光子運動方向以 勻速運動的觀察者而言，呈現(xiàn)物體以-v反方向運動，光子以與原入射方向成角地為物體吸收這樣一幅物理圖景,系統(tǒng)（物、二光子）在v方向上，p0=pt；因為在此方向上系統(tǒng)沒有移動，動量守恒,系統(tǒng)v方向上，動量亦守恒；設物體吸收兩光子后質(zhì)量增加了m,有,吸收能量E，增加質(zhì)量m，這就是質(zhì)能對應關系,光子能量=E/2,55,PPT學習交流,由質(zhì)量的相對性:,56,PPT學習交流,對觀察者運動的棒沿運動方向長

23、度縮小:,對觀察者運動的棒質(zhì)量增大:,觀察者測得棒線密度為,對觀察者運動的棒沿垂直運動方向長度不變,此時,某人測得一靜止棒長l0，質(zhì)量為m0，求得棒的線密度為 假定此棒以速度v沿棒長方向上運動，此人測出棒的線密度是多少？若棒沿垂直于棒長方向運動，則此棒線密度的測量值又是多少？,小試身手題3,57,PPT學習交流,愛因斯坦考慮飛船動能為,托馬斯.楊認為飛船動能是,兩者相比,差值為,假設一個火箭飛船的靜質(zhì)量為8000 kg，從地球飛向金星的速度為30 km/s，如果不考慮相對論效應，則對它動能的計算少了多少？,小試身手題5,58,PPT學習交流,當粒子的速度v_c時，粒子的動能等于它的靜止能量,相

24、對論練習題16,59,PPT學習交流,本題正確選項為B,質(zhì)子的靜止能量為938MeV，當其動能達到9.38 MeV時，它的相對論質(zhì)量超過靜止質(zhì)量的 A. 0.1% B. 1% C. 10% D. 100%,相對論練習題17,60,PPT學習交流,一個粒子的動能等于10m0c2時，它的速率是多少？,相對論練習題18,61,PPT學習交流,一個粒子的動量是按非相對論性動量算得的二倍，該粒子的速率是多少？,相對論練習題19,62,PPT學習交流,由愛因斯坦質(zhì)能方程,一個含有20 kg钚的核彈發(fā)生爆炸，爆炸后生成物的靜止質(zhì)量比原來的靜止質(zhì)量小104分之一，求爆炸中釋放的能量是多少？如果爆炸時間為1s，

25、核彈爆炸的平均功率是多少？這樣釋放的能量能把多少水提升到1 km高處？,相對論練習題20,63,PPT學習交流,專題26-例5,靜止的+介子衰變成+子和中微子v的過程，動量和能量均守恒，這里，動量與能量均為相對論意義的量，且,+子的動能由,v子的動能由,64,PPT學習交流,廣義相對論簡介,廣義相對性原理：,等效原理：,一個均勻的引力場與一個加速度不變的參考系，對于描述物體的運動是等效的,在任何參考系中（慣性系與非慣性系）物理規(guī)律都是相同的物理現(xiàn)象在慣性系（處于均勻恒定引力場）的描述與在非慣性系（不受引力場影響但以恒定加速度運動）的描述是完全相同的,65,PPT學習交流,非慣性系與慣性力,牛頓

26、運動定律在非慣性參考系中不能適用,相對于慣性系以加速度a運動的參考系稱非慣性參考系.,引入慣性力而使牛頓定律在非慣性系中有了相同的形式.,66,PPT學習交流,慣性質(zhì)量與引力質(zhì)量,牛頓運動定律中，影響物體運動狀態(tài)變化，反映物體慣性大小的物體的質(zhì)量叫慣性質(zhì)量,牛頓萬有引力定律中，影響物體所受引力大小的物體質(zhì)量叫引力質(zhì)量,F=m慣g,在均勻引力場中,加速度反映了引力的特性，是引力場的內(nèi)涵的表現(xiàn)，加速度就是引力場強度,67,PPT學習交流,在引力場強度為g 的星球表面靜止的電梯內(nèi),在遠離星球而以a=g加速運動的電梯內(nèi),68,PPT學習交流,光在引力場中彎曲,根據(jù)等效原理,加速參照系中光線彎曲,引力也

27、能使光線彎曲.,從廣義相對論出發(fā)，可推知光在引力場中是彎曲的；引力場中不同位置的時間進程是不均勻的；由于物質(zhì)的存在，引力場分布不均勻，實際空間是彎曲的,69,PPT學習交流,廣義相對論的驗證之一,愛因斯坦預言，兩顆恒星發(fā)出的光束從太陽旁通過時要發(fā)生偏離，角度偏移約1.751919年日全食時刻拍攝了星空的照片，與沒有太陽時同一部分星空照片比較，發(fā)現(xiàn)星的位置移動了，測得兩顆恒星的角偏移量為1.61左右，這是由于太陽引力作用，使星光在經(jīng)過太陽附近時彎曲所致,70,PPT學習交流,廣義相對論的驗證之二,根據(jù)廣義相對論，時間進程快慢與它所在位置的引力場場強（等效的非慣性系的加速度大?。┯嘘P，引力場場強越

28、大或引力勢越低，時間進程越慢同種原子發(fā)光產(chǎn)生的光子，在引力場強度不同位置時頻率應該不同，離地球很遠引力場比地球引力場更強或引力勢更低的星體上原子發(fā)光產(chǎn)生的光子頻率會比地球上的小，譜線向紅光區(qū)域偏移，即產(chǎn)生引力紅移引力紅移效應在天文學的尺度內(nèi)已被觀察到，與理論論值比較非常接近,71,PPT學習交流,廣義相對論的驗證之三,根據(jù)廣義相對論，空間不均勻，由于物質(zhì)存在，使空間發(fā)生彎曲，空間兩點間的直線距離縮短對水星軌道的進動水星軌道最接近太陽的點位置變化觀察值是相對于恒星每百年改變13320，而經(jīng)典理論把已知的其它星體對水星的影響考慮進去后，預言為13237，比實際觀測少了43廣義相對論解釋了每世紀43

29、的差值要考慮太陽的巨大質(zhì)量使周圍空間發(fā)生彎曲,72,PPT學習交流,光子能量,光子在太陽引力場時的引力勢能為,光子在地球引力場的勢能為,代入數(shù)據(jù)即可得,73,PPT學習交流,利用上題結論,代入數(shù)據(jù)即可得,白矮星質(zhì)量為8.61029 kg，直徑為2.24107 m，光子從白矮星飛到地球時，它的頻率的相對變化是多少？,相對論練習題22,74,PPT學習交流,光子能量,光子在H=10 m處的重力勢能為,代入數(shù)據(jù)即可得,藍移,1961年，在地球表面附近用高分辨率的設備測量 到了引力場效應：有人從高度H10 m處向地面發(fā)射了頻率為0=1015 Hz的光子，在地面測量接收到的光子的頻率與0不同，而與理論預

30、計值相比，一致性達到 試從理論上求出 的值，并確定頻率的移動方向？,相對論練習題23,75,PPT學習交流,原長（即在相對靜止的坐標系量得的 長度）600 m的火箭，垂直從地球表面起飛一光脈沖 由火箭的發(fā)射點發(fā)出，并在火箭的尾部和頭部的鏡上反 射如果第一個回波光脈沖在發(fā)射后200 s由基地收到， 第二個回波光脈沖延遲了17.4 s才收到計算火箭接 收到光脈沖時離基地的距離； 火箭相對地球的速 度； 火箭上的觀察者測量火箭頭尾兩鏡收到光脈沖 的時間差是多少？,小試身手題11,76,PPT學習交流,地面收到的第一個回波是由火箭尾部鏡反射的光脈沖，光脈沖往返經(jīng)200 s，光速不變原理知火箭在收到光脈

31、沖時與基地的距離為,第二個回波是光脈沖被火箭頭部鏡面反射后到達地面的，在從火箭尾飛越火箭時，箭身也在向前運動，所以到達火箭頭的時間延長了，反射后光脈沖的回程也長了，二個回波時間間隔由這兩個因素決定設光脈沖從火箭尾部到頭部歷時t，則有,對火箭上觀察者而言，光穿梭一個箭身長為l，故時間為,返回題文,77,PPT學習交流,設靜止桿長度為l0,則運動桿長度為,可見桿長即兩端發(fā)出光信號同時到達觀察者時測得的桿長,細長桿以恒定速度沿自身軸向運動，一位觀察者在遠離軸處，當觀察者與桿連線與桿運動的方向成角時，可見桿長恰等于桿在靜止狀態(tài)的長度，求桿的運動速度.,相對論練習題24,78,PPT學習交流,靜止時電容器充電后場強為,S為電容器矩形極板面積!,電容器沿矩形某邊高速運動時,由于尺縮效應,場強,一矩形平行板電容器充電后與電源斷開，沿矩形的一邊相對于地面以恒定速度v（接近光速）運動確定相對于地面靜止的觀察者而言，電容器二極板間的場強是多少？已知電容器在地面上靜止時二極板間的場強為E0,