第6章狭义相对论

1、第6章狭义相对论要求掌握13和6，其中重点是2和3。基本要求、重点如下。1.历史背景和实验基础经典时空理论主要特征：绝对时间和空间，时空独立性，伽利略变换;对麦克斯韦方程可变性的几种观点，以太;麦克尔逊莫雷实验：目的，实验中的假定，实验装置，结果及意义。2.狭义相对性基本原理相对性原理与光速不变原理22间隔不变性S=SX-Vt洛伦兹变换*3.时空理论同时的相对性;运动尺度收缩运动时钟延缓=lo，固有长度，收缩是相对的;At2/ic2,，固有时间，延缓也是相对的;Ux-V4.速度变换公式uyuy1-u2/UzJ1%1-UxV2c5.相对论力学运动质量m=m0_物体的动量P=mv物体的能量W=mc

2、2，动量物体的能量W=mc2，动量2T二W-W0=(m-m0)c能量动量和质量之间的关系式:能量动量和质量之间的关系式:W=.P2c2m2oc4（对于光子，m0二0,W二Pc,P二k,W二）（对于光子，m0二0,W二Pc,P二k,W二）-dP-运动定律F（在相对论中F=ma）,dt-dWFv=dt105.从狭义相对论理论可知在不同参考系观测，两个事件的空间间隔不变时间间隔不变时空间隔不变空间间隔不变时间间隔不变时空间隔不变时空间隔可变106.狭义相对论的相对性原理是 麦克尔逊实验的结果 麦克尔逊实验的结果 洛仑兹变化的直接推论 光速不变原理的表现形式 光速不变原理的表现形式 物理学的一个基本原

3、理107.狭义相对论光速不变原理的内容是 光速不依赖光源的运动速度 光速不依赖光源的运动速度 光速的大小与所选参照系无关 光速是各向同性的 光速是各向同性的 以上三条的综合108用狭义相对论判断下面哪一个说法不正确真空中的光速是物质运动的最大速度真空中的光速是物质运动的最大速度光速的大小与所选参照系无关真空中的光速是相互作用的极限速度真空中的光速是相互作用的极限速度光速的方向与所选的参照系无关109在一个惯性参照系中同时同地地两事件在另一惯性系中为同时不同地的两事件为同时同地的两事件 为不同时同地的两事件为不同时不同地的两事件110.在一个惯性参照系中观测到两事件有因果关系，则在另一参照系中两

4、事件（因果关系不变 因果关系倒置因果关系不能确定因果关系不能确定无因果关系111.设一个粒子的静止寿命为10*秒，当它以0.9c的速度飞行时寿命约为.8_8_8_82.2910秒0.4410秒0.7410秒1.3510秒112.运动时钟延缓和尺度收缩效应二者无关二者相关是主观感觉的产物与时钟和物体的结构有关一个物体静止在二系时的静止长度为|0，当它静止在z/系时，z/系的观测者测到该物体的长度为（设Z/相对三系的运动速度为0.9c）0.441。2.291010不能确定在匕系测到两电子均以0.6c的速率飞行但方向相反，则在匕系测到它们的相对速率为0.6c0151.2c一c17一观测者测到运动着的

5、米尺长度为0.5米（此尺的固有长度为1米），则此尺的运动速度的大小为113.114.115.116.117.118.119.120.139.v140.2.8O08听2.6X06叹（2.6H08叹2.2如08相对论的质量、能量和动量的关系式为W=丄mv2W=1mv2mghWc2p2m02c422W=mgh一个静止质量为m0的物体在以速度v运动时的动能为121222TmvTmvm0cT=(m-m0)c22一个静止质量为一个静止质量为m0的物体在以速度v运动时的动量大小为p=m0vp=mep=mc真空中以光速c运动的粒子，若其动量大小为212W=m0cWmeW=pc2下列方程中哪一个不适用于相对论力

6、学dpdWFFv二dtdt一根长度为1m的尺静止于惯性系s中，相对于s系沿ox轴方向运动时，测出尺与1.0m:0.8mmv21亠cp，则其能量为不能确定dmF=mavdt且与ox轴方向成300夹角，当观察者以速度ox轴方向的夹角成45。他测出尺的长度:0.6m:0.5m。（为:）当一颗子弹以0.6C（C为真空中的光速）的速度运动时，其质量与静止质量之比为：1.25；1.35;1.45;1.55。（）141.将静止质量为mo141.将静止质量为mo的静止粒子加速到0.6C（C为真空中光速）所需作的功为：0.15moC2:0.25moC:0.35m0C2:0.45m0C2。（）（二）填空题迈克尔逊

7、等实验否定了的存在。62. 伽利略变换所反映的时空观的主要特征是分离。63. 双星运动的观测说明光速与无关。64. 爱因斯坦提出的两条狭义相对论基本假设是。65. 按照相对论原理，所有惯性系都是。66. 按照相对论原理，物理规律对于所有惯性参考系都可表示为真空中的光速相对任何惯性系，沿任一方向恒为。67. 真空中的光速是物质运动的速度。68. 真空中的光速是一切相互作用传播的速度。69. 时间1和事件2之间的间隔的平方为。70. 伽利略变换公式为。71. 洛伦兹变换公式为。72. 设物体的静止质量为mo，则物体以速度v运动时具有的能量为物体能量动量和质量的关系式为。90.尺度收缩和时钟延缓效应

8、是相对论中两个的效应。五）证明题利用洛伦兹坐标变换证明运动尺度收缩公式18. 利用间隔不变性证明运动时钟延缓公式利用洛伦兹坐标变换证明相对论速度变换公式（六）计算题设有两根互相平行的尺，在各自静止的参考系中的长度均为10,他们以相同速率v相对于某一参考系运动，但运动方向相反，且平行于尺子。求站在一根尺上测量另一根尺的长度。12. 静止长度为I。的车厢，以速度v相对于地面S运行，车厢的后壁以速度Uo向前推出一个小球，求地面观察者看到小球从后壁到前壁的运动时间。13. 在坐标系a中，有两个物体都以u速度沿x轴运动，在a系看来，他们一直保持距离I不变，今有一观察者以速度v沿x轴运动，他看到这两个物体的距离是多少?14. 一把直尺相对7系静止，直尺与x轴交角为t,今有一观察者以速度v沿X轴运动，他看到直尺与X轴交角二有何变化？15. 静质量为m,电荷为e的粒子通过电势差为V的电场后将获得多大的速度？（设粒子的初速度为零）动量为k，能量为I。的光子撞在静止电子上，散