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第3节 狭义相对论的时空观一、 时空间隔变换 事件1 事件2 时空间隔： ， ，： ， ， 时空间隔变换： 例：地面观察者测得地面上 甲已两地相距 一列火车从甲已历时，一飞船相对地面以匀速的速度 甲 已 飞行，飞行方向与火车运动方向相同求：飞船上观察者测得火车从甲已运行的路程、时间及速度解：地面：，飞船：，从甲出发：事件1，到达已地：事件2：， 速度：= = 问题：在飞船上观测，为什么火车能从甲已？二、速度变换，：， ：， 逆变换： ，说明：（1）， ， （2）伽利略空间坐标变换及速度变换满足矢量加法的 平行四边形法则 洛仑兹空间坐标变换及速度变换不满足矢量加法 的平行四边形法则 （3）与光速不变原理自动相符合 例：两火箭相向飞行 地面上测得 求：上观察者测得 的速度 解：地面：，火箭：，为研究对象 ：的速度：的速度按伽利略变换，三、 同时的相对性， （1） 如果两事件在系同时同地发生，即，则，即在系两事件同时发生（2）如果两事件在系同时不同地发生，即， 则，即在系两事件不同时发生“异地”的同时是相对的 1， 2 ，=例：北京、上海相距1000km 从两地同时各发一列火车 一飞船对地以的 速度飞行，方向由北京上海 北京 1000km 上海 求：飞船上测得两地发车的时间差，哪一列火车先发出？解：地面，飞船，北京发车：事件1，上海发车：事件2：，：=，上海的车先发出四、 长度收缩 ：静止长度（固有长度）运动物体的长度=同时测得物体两端的坐标差：，：，：， （）：事件1，（）：事件2，静止长度最长说明：（1）相对效应（2）物体在其运动方向长度收缩 在垂直运动方向长度不变 例： 求：系中测得杆长及其与轴夹角解：，： = ，五、 时间膨胀定义：如果在某惯性系中同一地点上先后发生了两个事件， 则在该惯性系中测得的这两个事件的时间间隔称为 固有时间或原时，用表示设在系中，同一地点，先后发生两个事件，在：=，固有时间最短说明：（1）相对效应 （2）运动的时钟变慢 粒子由产生到衰变经历的时间间隔：粒子的寿命 固有寿命 例：带电介子固有寿命，某加速器射出的带电介子的速度求：实验室中测得介子的寿命及其衰变前飞行的距离解：实验室：，介子：，=六、 因果关系的绝对性两个独立事件，由于及的任意性不能保证与同号两个独立事件
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