学人教版选修34 15.2时间和空间的相对性课件（3）（14张）.ppt

时间和空间的相对性 学习目标 1 理解同时的相对性2 理解时间间隔的相对性和长度的相对性3 了解时空相对性的验证事例4 理解相对论的时空观 春光明媚的早晨 在一片农场上 奶牛在懒散地吃草 由于围栏未通电 所以可见牛群在津津有味地吃另一边的草 并调皮地撞着铁丝围拦 才不管什么私人土地呢 我们的爱因斯坦就在围栏旁看着这些牛 这时一个农夫穿过原野 进入围栏另一边的小木屋中 换上新电池 给铁丝通电 就在同时爱因斯坦看见牛从铁丝圈上跳起 所有的牛同时跳起 时间完全相同 接着一阵痛苦的叫声 爱因斯坦走过去与农夫攀谈 牛反应真强烈 一通电就全跳起 一秒不差 农夫满脸疑惑 它们全同时跳起 我通电时也瞧着它们 我看到离我最进的牛先跳起 接着是第二只 按顺序到最后一只 现在轮到爱因斯坦困惑了 就在同时爱因斯坦看见牛从铁丝圈上跳起 所有的牛同时跳起 时间完全相同 接着一阵痛苦的叫声 爱因斯坦走过去与农夫攀谈 牛反应真强烈 一通电就全跳起 一秒不差 农夫满脸疑惑 它们全同时跳起 我通电时也瞧着它们 我看到离我最进的牛先跳起 接着是第二只 按顺序到最后一只 现在轮到爱因斯坦困惑了 1 同时的相对性 同时是指两个事件发生的时刻是一样的 同时的相对性是说 两个事件同时发生 是对部分观察者来说的 不同的观察者得出的结论可能是不一样的 也就是说 有人看到同时发生的事件 在其他观察者眼里可能不是同时发生的 在狭义相对论中 同时 是相对的 即在一个惯性系 观察者 看来是同时发生的两件事 在另一个惯性系 观察者 看来不一定是同时发生的 决斗 开枪 看一根运动的棒 沿ox或o x 轴运动 s 固定在棒上 s系为静止坐标系 即棒相对于s系以速度u运动 两个坐标系的观察者如何测量棒的长度 2 长度的相对性 显然 对于s系的观察者 棒的长度比静止长度缩短了 这就是长度收缩效应 结论 物体沿运动方向缩短了 垂直于运动方向的长度不变 或空间间隔不是绝对的 而是相对的 3 时间间隔的相对性 运动时钟变慢 如图 s 系相对于s系沿ox o x 轴以速度u运动 有一钟静止在s 系中 两件事 钟的指针从一刻度转到另一刻度 结论 时间是相对的 或运动的钟变慢 问题 运动的棒缩短了 是不是组成棒的原子发生了变化 运动的钟变慢了 是不是钟的结构发生了变化 现代粒子物理证实了这一效应 例题1 一宇航员要到离地球5光年的星球去度假 如果宇航员希望这路程缩短为3光年 则他乘的火箭相对于地球的速度应是 a b c d 例题2 一米尺相对于观察者以0 6c的速度运动 则观察者看来米尺的长度为 两种时空观对照 空间是绝对的 时间是绝对的 空间 时间和物质运动三者没有联系 经典时空观 相对论时空观 1 时间 空间有着密切联系 时间 空间与物质运动是不可分割的 2 不同惯性系各有自己的时间坐标 并相互发现对方的钟走慢了 3 不同惯性系各有自己的空间坐标 并相互发现对方的 尺 缩短了 4 作相对运动的两个惯性系中所测得的运动物体的速度 不仅在相对运动的方向上的分量不同 而且在垂直于相对运动方向上的分量也不同 5