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第十五章相对论简介 第二节时间和空间的相对性第2课时 三 时间间隔的相对性 在站台上看运动火车上的钟 在火车上看运动站台上的钟 高速运行的列车上 由车厢底部发出的闪光 对于车上的人来说 闪光是在竖直方向反射的 而车厢外的人认为被接收的反射光是沿斜线传播的 由光速不变原理便得到不同的时间间隔 车厢内的人 车厢外的人 h 补充 洛伦兹变换 1 设s 在s中以速度v沿x轴运动 则有 补充 洛伦兹变换 1 设s 在s中以速度v沿x轴运动 则有 相对速度与动钟延缓效应 1s v 米 秒 0 1c 3 1070 5c0 8c0 9c0 99c0 999c0 9998c t 秒 1 011 151 672 297 122 450 四 时空相对性的实验验证 1971年 科学家将铯原子钟放在喷气式飞机中作环球飞行 然后与地面的基准钟对照 实验结果与理论预言符合的很好 这是相对论的第一次宏观验证 早在1941年 科学家通过对宇宙线的观测证实了相对论的结论 美国科学家罗西和霍尔在不同高度统计了宇宙线中 子的数量 结果与相对论预言完全一致 当两个参考系的相对速度可与光速相比时 时间与空间的相对性才比较明显 狭义相对论的结论已经完全得到证实 实际上它已经成为微观粒子研究的基础之一 牛顿物理学的绝对时空观 物理学的空间与时间是绝对分离没有联系的 脱离物质而单独存在 与物质的运动无关 而相对论认为 有物质才有时间和空间 空间和时间与物体的运动状态有关 人类对于空间 时间更进一步的认识而形成的新的时空观 是建立在新的实验事实和相关结论与传统观念不一致的矛盾基础上 不断发展 不断完善起来的 五 相对论的时空
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