物理基础第四章第三节

爱因斯坦相对论则认为：这两个事务在惯性系K中视察是同时的，而在惯性系K’视察一般来说不再是同时的了。这就是狭义相对论的同时相对性。同时性的相对性----光速不变原理的干脆结果。以爱因斯坦火车为例（Einsteintrain）说明。一、同时的相对性§4-3狭义相对论的时空观

在牛顿力学中，时间是绝对的。两事件在惯性系K中观察是同时发生的，那么在另一惯性系中观察也是同时发生的。

同时的相对性爱因斯坦火车地面参考系在火车上随意：两个光信号接收器。中点:光信号发生器某时刻M'发一光信号事务1：接收到闪光事务2：接收到闪光探讨的问题：两事务发生的时间间隔？？M'发出闪光光速为所以A’B’同时接收到光信号事务1、事务2同时发生K：光速也为A'、B'随K'运动A‘

迎着光，比B‘

先收到光两事务不同时发生由于光速不变，在一个惯性系中同时不同地点发生的两个事务，在另一个惯性系中不再是同时发生的了。M'发出闪光则

设在惯性系

中，不同地点

和

同时发生两个事件，即由洛伦兹坐标变换知在K系中两个事务不同时发生，同时是相对的在低速运动的情况下，

d.有因果联系的两事务绝不因惯性系的不同而发生时序颠倒，没有因果关系的两事务才有可能。两个异地事务的同时性是相对的，而两个同地事务的同时性是确定的。结论：a.在某一惯性系中异地发生的两个同时事务，在另一惯性系中必定不同时发生。b.在某一惯性系中不同时发生的两个事务，在另一惯性系中有可能同时发生，甚至发生时序的颠倒。c.同一地点不同时刻发生的两事务不会因为惯性系的不同而发生时序的颠倒。设在K系中一固定坐标处有一只静止的钟，记录在该处前后发生的两个事务，两事务的时间间隔为而有K‘系中的钟所记录两事务的时间间隔为既然在不同惯性系中，同时是一个相对的概念，那么，两个事务的时间间隔也会与参考系有关。二、时间膨胀由于K’以确定的速度v运动。依据洛伦兹变换式有：两事务的事务间隔在不同的参考系中不等(1)t：某一参考系中同一地点发生的两事务的时间间隔（由相对事务发生地点静止的时钟测出的时间间隔）称为固有时间或原时。归纳：(2)：相对于该系运动的参考系中两事件的时间间隔（由相对于事件发生地点运动的钟测的时间间隔）称为两地时间或运动时间。（3）原时

是最短的，在运动参考系中时间间隔变大。又称为时间膨胀效应或动钟变慢。(1)运动是相对的。在地面上的人看宇宙飞船里的钟慢了,而宇宙飞船里的宇航员看地面上的钟也比自己的慢。说明:(3)在日常生活中时间的膨胀是完全可以忽视的，但时间膨胀效应在粒子物理试验中被大量试验所证明。(2)“时间膨胀效应”完全是相对论的时空效应，与钟的具体结构和其他外界因素无关。动钟变慢是相对的a..慢慢..解：把飞船参考系定为

K'系地面参考系定为K系K'中是原时K中是两地时间例题4-3

一飞船以v=9×103m/s的速率相对于地面（假定为惯性系）匀速飞行。飞船上的钟走了5s的时间，用地面上的钟测量是经过了多少时间？例题4-4介子是极不稳定的粒子简洁衰变，测得介子静止时其平均寿命为2.510-8s，现有一束以0.91c高速运动的介子，求在其衰变前通过的距离。解：假如依据经典理论但是在试验室中测得的实际值却是这个2倍多:必需考虑相对论效应K系：试验室

系：介子在K'系中同时测得杆两端的坐标之差为杆的长度。将杆固定在x轴上，K系中杆的长度是：利用洛伦兹变换式有：三、长度收缩（1）空间间隔相对于视察者静止时测得的长度叫原长，也称静长。（2）空间间隔相对于视察者运动时，在运动方向上测得的长度缩短。这种现象称为长度收缩或动尺收缩。所以说明：a..短说明：“长度收缩效应”是相对论的时空属性，当物体运动速度很小时，收缩效应微乎其微。“长度收缩效应”不能用肉眼干脆看到，因为肉眼看到的是运动物体在不同时刻从物体上各处发出的光所成的像。(2)尺缩效应只在x方向上发生；原长最长；(1)讨论：例4-5（1）一火箭的固有长度为L,相对于地面作匀速直线运动的速度为,火箭上有一个人从火箭的后端向火箭前端上一个靶子发射一颗相对于火箭的速度为

的子弹,在火箭上测得子弹从射出到击中靶的时间间隔。（2）在S系中的x轴上相隔为

处有两只同步的钟A和B，读数相同。在S系的x轴上也有一只同样的钟A，设S系相对于S系的运动速度为，沿x轴方向，且当A与A相遇时，刚好两钟的读数均为零。那么，当A钟与B钟相遇时，在S系中B钟的读数是__________；此时在S系中A钟的读数是相对性：1.运动描述的相对性。2.同时的相对性。（两个异地事务。）3.时间间隔的相对性。（时间膨胀。）4.空间间隔的相对性。（长度收缩。）确定性：1.因果关系。2.时序先后。四、相对性