1、15.2 時(shí)間和空間的 相對(duì)性,在經(jīng)典物理家的頭腦中，如果兩個(gè)事件在一個(gè)參考系中看來(lái)是同時(shí)的，在另一個(gè)參考系中看來(lái)也一定是同時(shí)的，但是如果接受愛(ài)因斯坦的兩個(gè)假設(shè)，我們會(huì)得出“同時(shí)是相對(duì)的”這樣一個(gè)結(jié)論,一、“同時(shí)”的相對(duì)性,車(chē)廂上的人和地面上的人看到車(chē)廂中間燈光到達(dá)前后車(chē)廂的先后是不一樣的 車(chē)上的觀察者認(rèn)為光同時(shí)到達(dá)車(chē)廂的前后兩壁 站臺(tái)上的觀察者認(rèn)為光先到車(chē)廂后壁后到前壁,結(jié)論： 1、對(duì)于運(yùn)動(dòng)的火車(chē)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 關(guān)鍵：在各個(gè)參考系中光速都為c 2、地面上同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事件，對(duì)于運(yùn)動(dòng)的火車(chē)也不是同時(shí)的 關(guān)鍵：相對(duì)運(yùn)動(dòng),課本P108 思考與討論,二、長(zhǎng)度的相對(duì)性,v,

2、車(chē)上的人看到的車(chē)廂的長(zhǎng)度：,車(chē)外的人看到的車(chē)廂的長(zhǎng)度：,注意： 長(zhǎng)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 X 軸方向上，在Y 軸方向上無(wú)長(zhǎng)度縮短效應(yīng),動(dòng)尺變短（空間收縮效應(yīng)）,結(jié)論 一條沿自身長(zhǎng)度方向運(yùn)動(dòng)的桿， 其長(zhǎng)度總比桿靜止時(shí)的長(zhǎng)度小,斐克小伙劍術(shù)精， 出刺迅捷如流星， 由于空間收縮性， 長(zhǎng)劍變成小鐵釘.,三、時(shí)間間隔的相對(duì)性,在站臺(tái)上看運(yùn)動(dòng)火車(chē)上的鐘,在火車(chē)上看運(yùn)動(dòng)站臺(tái)上的鐘,高速運(yùn)行的列車(chē)上，由車(chē)廂底部發(fā)出的閃光，對(duì)于車(chē)上的人來(lái)說(shuō)，閃光是在豎直方向反射的，而車(chē)廂外的人認(rèn)為被接收的反射光是沿斜線傳播的,由光速不變?cè)肀愕玫讲煌臅r(shí)間間隔,對(duì)于車(chē)廂內(nèi)的人：,對(duì)于車(chē)廂外的人：,h,相

3、對(duì)速度與動(dòng)鐘延緩效應(yīng) ( =1s）,V（米/秒） 0.1c=3107 0.5c 0.8c 0.9c 0.99c 0.999c 0.9998c,T(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,根據(jù)相對(duì)論，時(shí)間在運(yùn)動(dòng)中會(huì)進(jìn)行的比較緩慢，也就是說(shuō)，在空間中高速移動(dòng)的時(shí)鐘，比固定于地面上的時(shí)鐘走得慢,1971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)言符合的很好這是相對(duì)論的第一次宏觀驗(yàn)證,早在1941年，科學(xué)家通過(guò)對(duì)宇宙線的觀測(cè)證實(shí)了相對(duì)論的結(jié)論，美國(guó)科學(xué)家羅西和霍爾在不同高度統(tǒng)計(jì)了宇宙線中子的數(shù)量，結(jié)果與相對(duì)論預(yù)言完全一致,當(dāng)兩個(gè)參考系的相對(duì)速度可與光速相比時(shí)，時(shí)間與空間的相對(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)的空間與時(shí)間是絕對(duì)分離沒(méi)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(wú)關(guān)。 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)。 人類(lèi)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)和相關(guān)結(jié)論與傳統(tǒng)觀念不一致的矛盾基礎(chǔ)上，