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第二节 时空相对性课堂互动三点剖析1.长度的相对性,时间间隔的相对性 长度的相对性: 在相对论中,如果与杆相对静止的人认为杆的长度为L0时,则与杆相对运动的人认为杆长是L,那么两者之间的关系为:L=, 即长度缩短. 时间间隔的相对性: 运动的人认为两个事件时间间隔为t,地面观察者测得的时间间隔为t,两者之间关系为t=2.相对论的时空观,相对性与绝对性 相对论的时空观:相对论认为空间和时间之间是有联系的,与物质的运动状态有关.相对性与绝对性:时空量度是相对的,但客观事物的存在发生与发展的过程又是绝对的,不以观察者所处的参考系的不同而改变.各个击破【例1】一支静止时长30 m的火箭以3 km/s的速度从观察者的身边掠过,观察者测得火箭的长度应为多少?火箭上的人测得火箭的长度应为多少?如果火箭的速度为光速的二分之一呢?解析:火箭相对于火箭上的人是静止的,所以不管火箭的速度是多少,火箭上的人测得的火箭长与静止时相同,为l=30 m.如果火箭的速度为v=3103 m/s,地面观察者测得的火箭长l为l=30(1-5.010-11) m.如果火箭的速度为v=c2,地面观察者测得的火箭长l为l=26 m.【例2】A、B、C是三个完全相同的时钟,A放在地面上,B、C分别放在两个火箭上,以速度vB和vC朝同一方向飞行,vBvC,地面上的观察者认为哪个时针走得最慢?哪个走得最快?图5-2-1解析:如图5-2-1,地面上的观察者认为C钟走最慢,因为它相对于观察者的速度最大.根据公式t=可知,相对于观察者的速度v越大,其上的时间进程越慢.地面钟v=0,它所记录的两事件的时间间隔最大,即地面钟走得最快.答案:A最快 C最慢【例3】一列火车以速度v相对地面运动,如果地面上的人测得,某光源发出的闪光同时到达车厢的前壁和后壁(如图5-2-2),那么按照火车上人的测量,闪光先到达前壁还是后壁?火车上的人怎样解释自己的测量结果?图5-2-2解析:火车上的人测得闪光先到达前壁.由于地面上的人测得闪光同时到达前后两壁,而在光向前后两壁传播的过程中,火车相对于地面向前运动一段距离,所以光源发光的位置一定离前壁较近,这个事实对于车上、车下的人都是一样的,在车
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