第六章狭义相对论PPT讲稿.ppt

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1、第六章狭义相对论第1页，共61页，编辑于2022年，星期三第第 6 6 章章 狭狭 义义 相相 对对 论论(Special Relativity)(Special Relativity)第2页，共61页，编辑于2022年，星期三 狭义相对论主要内容狭义相对论主要内容 1 1爱因斯坦的两个基本假设爱因斯坦的两个基本假设 2 2洛伦兹变换洛伦兹变换 3 3相对论速度变换相对论速度变换 4.4.相对论质量相对论质量 5.5.力和加速度的关系力和加速度的关系 6.6.相对论能量相对论能量 7.7.相对论动量相对论动量 8.8.相对论动量与能量的关系相对论动量与能量的关系 9.9.相对论力的变换相对论力

2、的变换 第3页，共61页，编辑于2022年，星期三作用：作用：否定了绝对运动、绝对静止。对运动否定了绝对运动、绝对静止。对运动 的描述永远只具有相对的意义。的描述永远只具有相对的意义。一、爱因斯坦的两个基本假设一、爱因斯坦的两个基本假设1 1、相对性原理、相对性原理物理规律对所有物理规律对所有惯性系惯性系都是一样的，不存在任何都是一样的，不存在任何一个特殊的（例如一个特殊的（例如“绝对静止绝对静止”）惯性系惯性系。2 2、光速不变原理、光速不变原理在任何在任何惯性系惯性系中，中，光光在真空中的速率都相等。在真空中的速率都相等。（与光源及参照系的运动均无关）（与光源及参照系的运动均无关）（物理学

3、定律与（物理学定律与惯性系惯性系的选择无关）的选择无关）（对物理学定律，所有的（对物理学定律，所有的惯性系惯性系都是等价的）都是等价的）第4页，共61页，编辑于2022年，星期三车上人：车上人：光光同时同时到达到达A A、B B地上人：地上人：光光不同时不同时到达到达A A、B B光速不变原理作用：光速不变原理作用：否定了绝对时间、否定了绝对时间、绝对空间的概念绝对空间的概念车上人车上人地地上上人人第5页，共61页，编辑于2022年，星期三例例1 1（43534353）已知惯性系已知惯性系SS相对于惯性系相对于惯性系S S以以 的匀速度沿的匀速度沿 轴的负方向运动，若从轴的负方向运动，若从SS

4、系的系的 坐标原点坐标原点OO沿沿 轴的正方向发出一光波，轴的正方向发出一光波，则则S S系中测得此光波的波速系中测得此光波的波速=？解：解：S S系中测得此光波的波速系中测得此光波的波速根据光速不变原理，光速与参照系无关。根据光速不变原理，光速与参照系无关。第6页，共61页，编辑于2022年，星期三例例2 2（80168016）有一速度为有一速度为 的宇宙飞船沿的宇宙飞船沿 轴正轴正 方向飞行，飞船头尾各有一个脉冲光源在工方向飞行，飞船头尾各有一个脉冲光源在工 作，处于船尾的观察者测得船头光源发出的作，处于船尾的观察者测得船头光源发出的 光脉冲的传播速度大小光脉冲的传播速度大小=？处于船头的

5、观察？处于船头的观察 者测得船尾光源发出的光脉冲的传播速度大者测得船尾光源发出的光脉冲的传播速度大 小小=？解：都是解：都是第7页，共61页，编辑于2022年，星期三思考思考（80188018）设惯性系设惯性系SS相对于惯性系相对于惯性系S S以速度以速度 沿沿 轴正方向运动，如果从轴正方向运动，如果从 S S系的坐标原系的坐标原点点 O O 沿沿 正方向发射一光脉冲，则正方向发射一光脉冲，则 （1 1）在）在SS系中测得光脉冲的传播速度为系中测得光脉冲的传播速度为C C （2 2）在）在SS系中测得光脉冲的传播速度为系中测得光脉冲的传播速度为C+C+以上两个说法是否正确？如有错误，请说明以上

6、两个说法是否正确？如有错误，请说明为什么错？并予以改正。为什么错？并予以改正。（1）对对（光速与参照系无关）（光速与参照系无关）第8页，共61页，编辑于2022年，星期三二、洛仑兹变换（2 2）（3 3）（1 1）S相对于相对于S S以速度以速度 沿沿 轴轴正正向运动向运动.（某一事件）（某一事件）第9页，共61页，编辑于2022年，星期三 从从 S S 系系 变变 到到 SS 系（系（正正变换）变换）已知：已知：P P的的 求：求：P P的的 已知：某两事件已知：某两事件间隔间隔 求：同两事件求：同两事件间隔间隔（相对论因子）（相对论因子）一事件一事件第10页，共61页，编辑于2022年，星

7、期三 已知：已知：SS系中坐标系中坐标 求：求：S S系中坐标系中坐标 从 S 系 变 到 S 系(逆变换)已知：已知：某两事件某两事件间隔间隔 求：求：同两事件同两事件间隔间隔第11页，共61页，编辑于2022年，星期三例例3 3（41724172）一宇宙飞船相对地球以一宇宙飞船相对地球以0.8C0.8C的速度的速度 （C C表示真空中光速）飞行，一光脉冲从船尾表示真空中光速）飞行，一光脉冲从船尾 传到船头，飞船上的观察者测得飞船长为传到船头，飞船上的观察者测得飞船长为9090 米，地球上的观察者测得光脉冲从船尾发出米，地球上的观察者测得光脉冲从船尾发出 和到达船头两个事件的空间间隔和到达船

8、头两个事件的空间间隔=？解：解：S S系系：地球人地球人SS系系：飞船飞船人人事件事件1 1：光从船尾发出光从船尾发出事件事件2 2：光到达船头光到达船头求：求：已知已知:第12页，共61页，编辑于2022年，星期三作业：作业：6.9 6.11 6.9 6.11 看看P P315315 例例 6.7 6.7 复习上课内容复习上课内容第13页，共61页，编辑于2022年，星期三解：解：S S系系：SS系系：事件事件1 1：事件事件2 2：证明：证明：例4（44964496）论证以下结论：在某个惯性系中是同论证以下结论：在某个惯性系中是同 时同地发生的两事件，在所有其它惯性系中时同地发生的两事件，

9、在所有其它惯性系中 也一定是同时同地发生的两事件。也一定是同时同地发生的两事件。在在SS系中同时发生系中同时发生在在SS系中同地发生系中同地发生即：在某个惯性系中是即：在某个惯性系中是同时同地同时同地发生的两事件，发生的两事件，在所有其它在所有其它惯性惯性系中也一定系中也一定同时同地同时同地发生。发生。第14页，共61页，编辑于2022年，星期三补充作业（补充作业（43794379）（）（写在作业本上，交上来写在作业本上，交上来）试证明：试证明：（1 1）如果两个事件在某惯性系中是在如果两个事件在某惯性系中是在同一地点同一地点 发生，则对一切惯性系来说这两个事件的发生，则对一切惯性系来说这两个

10、事件的 时间间隔时间间隔，只有在此惯性系中，只有在此惯性系中最短。最短。（2 2）如果两个事件在某惯性系中是如果两个事件在某惯性系中是同时发生同时发生的，的，则对一切惯性系来说这两个事件的则对一切惯性系来说这两个事件的空间间空间间 隔隔，只有在此惯性系中，只有在此惯性系中最短最短。第15页，共61页，编辑于2022年，星期三例5（44884488）在在S S系中的系中的 轴上相隔为轴上相隔为 处有两只处有两只 同步的钟同步的钟A A和和B B，读数相同，在，读数相同，在SS系的系的 轴上轴上 也有一只同样的钟也有一只同样的钟AA，若，若SS系相对于系相对于S S系的系的速速 度为度为 ，沿，沿

11、 轴方向。且当轴方向。且当AA与与A A相遇时，刚相遇时，刚 好两钟的读数均为好两钟的读数均为零零，那么，当，那么，当AA钟与钟与B B钟相钟相 遇时，在遇时，在S S系中系中B B钟钟的读数的读数=？此时，在？此时，在SS系中系中 AA钟的读数钟的读数=？事件事件2 2：事件事件1 1：求：求：解：解：S S系：相对系：相对A A、B B静止人静止人SS系：相对系：相对AA静止静止人人AA与与A A相遇相遇AA与与B B相遇相遇第16页，共61页，编辑于2022年，星期三 在在S S系看：系看：当当AA钟与钟与B B钟相遇时，钟相遇时，B B钟的读数钟的读数 在在SS系看：系看：A A 钟的

12、读数钟的读数=AA与与A A、B B相遇两事件相遇两事件时间间隔时间间隔第17页，共61页，编辑于2022年，星期三在在SS系来看，系来看，AA与与A A、B B相遇这两个事相遇这两个事件的件的空间间隔空间间隔在在SS系看：系看：AA与与A A、B B相遇两事件是相遇两事件是同地同地发生发生思考：第18页，共61页，编辑于2022年，星期三一、爱因斯坦的两个基本假设一、爱因斯坦的两个基本假设1 1、相对性原理、相对性原理物理规律对所有物理规律对所有惯性系惯性系都是一样的，不存在任都是一样的，不存在任何一个特殊的（例如何一个特殊的（例如“绝对静止绝对静止”）惯性系惯性系。2 2、光速不变原理、光

13、速不变原理在任何在任何惯性系惯性系中，中，光光在真空中的速率都相等。在真空中的速率都相等。（与光源及参照系的运动均无关）（与光源及参照系的运动均无关）（物理学定律与（物理学定律与惯性系惯性系的选择无关）的选择无关）（对物理学定律，所有的（对物理学定律，所有的惯性系惯性系都是等价的）都是等价的）第19页，共61页，编辑于2022年，星期三 知知:求求:二、洛仑兹变换 知：知：求：求：第20页，共61页，编辑于2022年，星期三 知知:求求:知：知：求：求：间隔间隔 两事件两事件坐标坐标 一个事件一个事件第21页，共61页，编辑于2022年，星期三三、时间延缓（时间膨胀）（满足（满足特殊条件特殊条

14、件下，洛仑兹变换的必然结果）下，洛仑兹变换的必然结果）条件：条件：两个事件在两个事件在某一某一参照系中必须参照系中必须同地同地发生发生 （如：在（如：在SS系中系中同地同地发生发生在在其它任何惯性其它任何惯性系中这系中这同样两个事件同样两个事件的的时间间隔时间间隔原原时最时最短短两两个事件的个事件的时间时间间隔间隔运动运动时时在在同地同地发生的参照系发生的参照系中中两事件两事件的的时间间隔时间间隔固有固有时间（时间（原原时、时、静静时）时）最短最短第22页，共61页，编辑于2022年，星期三 在在S S系看：系看：在在SS系看：系看：AA与与A A、B B相遇两事件同地发生相遇两事件同地发生

15、AA与与A A、B B相遇两事件相遇两事件时间间隔时间间隔 AA与与A A、B B相遇两事件相遇两事件时间间隔时间间隔第23页，共61页，编辑于2022年，星期三例1（53595359）观测者甲和乙分别静止于两个惯性观测者甲和乙分别静止于两个惯性 参照系参照系K K和和KK中，甲测得在中，甲测得在同一地点同一地点发生的发生的 两个事件的时间间隔为两个事件的时间间隔为4s4s，而乙测得这两个，而乙测得这两个 事件的时间间隔为事件的时间间隔为5s5s，求：，求：（1 1）KK相对于相对于K K的运动速度的运动速度 （2 2）乙测得这两个事件发生的地点的距离）乙测得这两个事件发生的地点的距离解：（解

16、：（1 1）K K系中甲看：两个事件系中甲看：两个事件同地同地发生发生KK系中乙看：系中乙看：两个事件两个事件第24页，共61页，编辑于2022年，星期三（2 2）乙测得这两个事件发生的地点的距离乙测得这两个事件发生的地点的距离第25页，共61页，编辑于2022年，星期三例例2 2（41674167）子是一种基本粒子，子是一种基本粒子，在相对于它静在相对于它静 止的坐标系中止的坐标系中测得其寿命为测得其寿命为 ，如，如 果果 子相对于地球的速度为子相对于地球的速度为 （为真空中光速），则在地球坐标系中测为真空中光速），则在地球坐标系中测 出的出的 子的寿命子的寿命 在地球坐标系中测出的在地球坐

17、标系中测出的 子的寿命子的寿命解：解：设：相对于设：相对于 子子静止静止的参照系为的参照系为第26页，共61页，编辑于2022年，星期三例例3 3（43784378）火箭相对于地面以火箭相对于地面以V=0.6C V=0.6C 的匀速度的匀速度 飞离地球。在火箭发射飞离地球。在火箭发射 后（火箭上后（火箭上 的钟），该火箭向地面发射一导弹，其速度的钟），该火箭向地面发射一导弹，其速度 相对于地面为相对于地面为V V1 1=0.3C=0.3C，问火箭发射后多长，问火箭发射后多长 时间，导弹到达地球？（地球上的钟）。时间，导弹到达地球？（地球上的钟）。计算中假设地面不动。计算中假设地面不动。发射导弹

18、处地面解：火箭飞离地球解：火箭飞离地球 发射导弹发射导弹 经历的经历的时间间隔时间间隔飞船飞船上的钟：上的钟：固有时固有时地球地球上的钟：上的钟：运动时运动时第27页，共61页，编辑于2022年，星期三地球上地球上看：火箭飞离地球到发射导弹看：火箭飞离地球到发射导弹经历的经历的空间间隔空间间隔（上升距离）（上升距离）发射导弹处地面地球上地球上测得：火箭发射导弹到测得：火箭发射导弹到导弹到达地球经历的时间间隔导弹到达地球经历的时间间隔 地球上地球上观察者观察到的总时间间隔观察者观察到的总时间间隔第28页，共61页，编辑于2022年，星期三孪生子佯谬孪生子佯谬第29页，共61页，编辑于2022年，

19、星期三四、长度收缩（动尺缩短）条件：条件：在相对于在相对于尺子（棒）尺子（棒）运动运动的参照系中要的参照系中要同时同时记录尺子（棒）两端的坐标。记录尺子（棒）两端的坐标。两两个事件的个事件的空间空间间隔间隔事件事件一一：测量尺子（棒）：测量尺子（棒）左左端坐标端坐标事件事件二二：测量尺子（棒）：测量尺子（棒）右右端坐标端坐标长度长度 右右端坐标端坐标 左左端坐标端坐标（如：相对于尺子（棒）（如：相对于尺子（棒）运动运动的参照系是的参照系是S S 系系 则：则：）运动运动长度长度第30页，共61页，编辑于2022年，星期三在相对于尺子（棒）在相对于尺子（棒）静止静止的参照系中尺子（棒）的参照系中

20、尺子（棒）的长度的长度固有固有长度（长度（原原长、长、静静长）长）原原长最长最长长运动运动长度长度 注意：长度收缩只发生在速度方向注意：长度收缩只发生在速度方向第31页，共61页，编辑于2022年，星期三例4（4357）在在O O参照系中，有一个静止的正方参照系中，有一个静止的正方 形，其面积为形，其面积为100cm100cm2 2。观测者。观测者OO以以0.8C0.8C的的 匀速度沿正方形的对角线运动求匀速度沿正方形的对角线运动求OO所测得所测得 的该图形的面积。的该图形的面积。解：在解：在O O参照系中参照系中A A、B B间对角线长度间对角线长度在在OO参照系中参照系中A A、B B间长

21、度间长度 OO所测得的该图形的面积所测得的该图形的面积第32页，共61页，编辑于2022年，星期三例例5 5（43704370）在在K惯性系中，相距惯性系中，相距 的两个地方发生两事件，时间间隔的两个地方发生两事件，时间间隔 而在相对于而在相对于K K系沿正系沿正 方向匀速运动的方向匀速运动的K系中系中 观测到这两事件却是观测到这两事件却是同时同时发生的。试计算发生的。试计算:在在 K系中发生这两事件的地点间的距离是多少？系中发生这两事件的地点间的距离是多少？解解1：第33页，共61页，编辑于2022年，星期三作业：作业：P339340 6.1 6.3 6.4 6.5 6.6解解2 2:第34

22、页，共61页，编辑于2022年，星期三练习练习（56165616）一列高速火车以速度一列高速火车以速度 驶过车站时，驶过车站时，固定在站台上的两只机械手在车厢上同时划固定在站台上的两只机械手在车厢上同时划 出两个痕迹，静止在站台上的观察者出两个痕迹，静止在站台上的观察者同时同时测测 出两痕迹之间的距离为出两痕迹之间的距离为1m1m，则车厢上的观察，则车厢上的观察 者应测出这两个痕迹之间的距离为多少？者应测出这两个痕迹之间的距离为多少？静止在站台上静止在站台上的观察者的观察者同时同时测出两痕迹之间测出两痕迹之间的距离的距离解：解：车上观察者车上观察者测的两痕迹之间的距离测的两痕迹之间的距离=原长

23、原长=运动长运动长第35页，共61页，编辑于2022年，星期三百米跑道百米跑道地上静止人地上静止人:起跑起跑与与到达终点到达终点两事件的两事件的空间间隔空间间隔静长静长 宇航员宇航员:运动长度运动长度 百米跑道百米跑道地上静止人地上静止人:宇航员宇航员:第36页，共61页，编辑于2022年，星期三补充作业补充作业:两个大小不同，具有水平光滑轴的定滑两个大小不同，具有水平光滑轴的定滑轮，顶点在同一水平线上。小滑轮的质量为轮，顶点在同一水平线上。小滑轮的质量为 ，半径为半径为 ，大滑轮的质量为，大滑轮的质量为 ，半径为，半径为 ，一根不可伸长的轻质细绳跨过这两个定滑轮，一根不可伸长的轻质细绳跨过这

24、两个定滑轮，绳的两端分别挂着物体绳的两端分别挂着物体A和和B，A的质量为的质量为 ，B的质量为的质量为 。这一系统由静止开始转动。求。这一系统由静止开始转动。求两滑轮的角加速度和它们之间绳中的张力。两滑轮的角加速度和它们之间绳中的张力。第37页，共61页，编辑于2022年，星期三 时间延缓（时间膨胀）运动运动时时固有固有时间（时间（原原时、时、静静时）时）最短最短在在两事件两事件同地同地发生的参照系发生的参照系中的中的时间间隔时间间隔 长度收缩（动尺缩短）运动运动长度长度在在相对于物体相对于物体运动运动的的参照系中参照系中同时同时记录物记录物体两端坐标。体两端坐标。第38页，共61页，编辑于2

25、022年，星期三五、相对论动力学五、相对论动力学2 2（相对论）动量（相对论）动量1 1（相对论）质量（相对论）质量 物体相对于物体相对于参照系参照系的速度的速度3 3力和加速度的关系（相对论力和加速度的关系（相对论动量动量定理）定理）4 4质点系动量守恒定律质点系动量守恒定律第39页，共61页，编辑于2022年，星期三（2）但是有一个方向满足但是有一个方向满足下下述关系述关系如：如：则：则：第40页，共61页，编辑于2022年，星期三第41页，共61页，编辑于2022年，星期三5 5相对论相对论动动能能9 9核反应核反应 总总能量一定守恒：反应能量一定守恒：反应前前所有粒子的所有粒子的总总能

26、量能量 =反应反应后后所有粒子的所有粒子的总总能量能量 释放释放的能量的能量=反应前后粒子反应前后粒子总动能总动能的的增增量量 7 7相对论相对论静静能量能量6 6相对论相对论总总能量能量=反应前后粒子反应前后粒子总静能总静能的的减减少少量量8 8.能量能量增量增量与质量与质量增量增量关系关系第42页，共61页，编辑于2022年，星期三1010质量亏损：反应前后质量亏损：反应前后静静质量的质量的减减少量少量1111能量和动量的关系能量和动量的关系第43页，共61页，编辑于2022年，星期三例7（4604）设快速运动的介子的能量约为设快速运动的介子的能量约为 E=3000MeV E=3000Me

27、V，而这种介子在静止时的能量，而这种介子在静止时的能量 为为E E0 0=100MeV=100MeV。若这种介子的固有寿命是。若这种介子的固有寿命是 ，求它运动的距离。，求它运动的距离。解：解：第44页，共61页，编辑于2022年，星期三例例8 8（47334733）已知一静止质量为已知一静止质量为m m0 0的粒子，其固的粒子，其固 有寿命为实验室测量到的寿命的有寿命为实验室测量到的寿命的1/n1/n，则此，则此 粒子的动能是多少？粒子的动能是多少？解：解：第45页，共61页，编辑于2022年，星期三例例9 9（18121812）在惯性系中，有两个静止质量都是在惯性系中，有两个静止质量都是

28、的粒子，它们以相同的速率的粒子，它们以相同的速率V V相向运动，相向运动，碰撞后合成为一个粒子，求这个合成粒子碰撞后合成为一个粒子，求这个合成粒子 的静止质量的静止质量 。解：解：（A A粒子粒子+B+B粒子）碰撞前后粒子）碰撞前后动量动量守恒守恒碰撞前动量碰撞前动量碰撞后动量碰撞后动量（A A粒子粒子+B+B粒子）碰撞前后粒子）碰撞前后总能量总能量守恒守恒（合成粒子（合成粒子静止静止）第46页，共61页，编辑于2022年，星期三合成粒子的静止质量合成粒子的静止质量请下次课带大学物理学（请下次课带大学物理学（第二册第二册）作业：作业：P339 339 342 342 6.16 6.19 6.1

29、6 6.19复习第复习第一一册册第47页，共61页，编辑于2022年，星期三练习（练习（47354735）已知已知 子的静止能量为子的静止能量为105.7MeV 105.7MeV，平均寿命为平均寿命为 。试求动能为。试求动能为150MeV150MeV 的的 子的速度是多少？平均寿命子的速度是多少？平均寿命 是多少？是多少？解：解：第48页，共61页，编辑于2022年，星期三第49页，共61页，编辑于2022年，星期三狭义相对论主要内容狭义相对论主要内容 相对性原理相对性原理 光速不变原理光速不变原理1 1两个基本假设：两个基本假设：2 2洛伦兹变换洛伦兹变换3 3时间膨胀时间膨胀 （条件条件：

30、在：在原时原时 所处的参照系中，两事件所处的参照系中，两事件同地同地发生）发生）4.4.长度收缩长度收缩（条件条件：在：在相对棒运动相对棒运动的参照系中，要的参照系中，要同时同时纪录棒纪录棒 两端的坐标）两端的坐标）第50页，共61页，编辑于2022年，星期三5.5.相对论相对论质量质量6.6.相对论相对论动量动量7.7.相对论相对论静静能量能量8.8.相对论相对论总总能量能量9.9.相对论相对论动动能能10.10.质点系总动量守恒质点系总动量守恒11.11.质点系的质点系的总总能量守恒能量守恒12.12.核反应的总能量守恒、释放的能量、质量亏损核反应的总能量守恒、释放的能量、质量亏损13.1

31、3.相对论动量与能量的关系相对论动量与能量的关系第51页，共61页，编辑于2022年，星期三 洛仑次变换洛仑次变换已知已知：S系情况系情况 求求：S系情况系情况 已知已知：S系情况系情况 求求：S系情况系情况 第52页，共61页，编辑于2022年，星期三 时间膨胀时间膨胀公式公式条件条件：一定一定涉及涉及一一参照系，参照系，在在此此系中两事件系中两事件同地同地发生发生；而且，在；而且，在此此系系中两事件的中两事件的时间间隔时间间隔为为固有时间固有时间 长度收缩长度收缩公式公式 条件：条件：一定一定涉及涉及一一参照系，在参照系，在此此系中两事件系中两事件间距或物体间距或物体长度相对此系长度相对此

32、系静止静止；而且，在；而且，在此此系中两事件系中两事件间距间距或物体长度或物体长度为为固有长度固有长度 ；在在另一另一参照系中，参照系中，同同时时记录两端坐标。记录两端坐标。第53页，共61页，编辑于2022年，星期三1（8017）当惯性系当惯性系S S和和SS坐标原点坐标原点O O和和OO重合重合 时，有一点光源从坐标原点发出一光脉冲，时，有一点光源从坐标原点发出一光脉冲，对对S S系经过一段时间系经过一段时间 后（对后（对SS系经过时间系经过时间 为为tt），此光脉冲的球面方程（用直角坐标），此光脉冲的球面方程（用直角坐标 系系 ）分别为：）分别为：S S系系SS系系第54页，共61页，编

33、辑于2022年，星期三练习（练习（80158015）下列几种说法：下列几种说法：（1 1）所有惯性系对物理基本规律都是等价的）所有惯性系对物理基本规律都是等价的 （2 2）在真空中，光的速度与光的频率、光源）在真空中，光的速度与光的频率、光源 的运动状态无关。的运动状态无关。（3 3）在任何惯性系中，光在真空中沿任何方）在任何惯性系中，光在真空中沿任何方 向的传播速度都相同。向的传播速度都相同。其中那些说法是正确的？其中那些说法是正确的？（A A）只有（）只有（1 1）、（）、（2 2）是正确的）是正确的（B B）只有（）只有（1 1）、（）、（3 3）是正确的）是正确的（C C）只有（）只有

34、（2 2）、（）、（3 3）是正确的）是正确的（D D）三种说法都是正确的。）三种说法都是正确的。（D）对对第55页，共61页，编辑于2022年，星期三2 2（44944494）两个惯性系两个惯性系K K与与KK坐标轴相互平行，坐标轴相互平行，K K系相对于系相对于K K系沿系沿X X轴作匀速运动，在轴作匀速运动，在KK系的系的 X X轴上，相距为轴上，相距为L L的的AA、BB两点处各放一只两点处各放一只已已 经彼此对准了的钟，试问在经彼此对准了的钟，试问在K K系中的观测者看系中的观测者看 这两只钟是否也是对准了？为什么？这两只钟是否也是对准了？为什么？答：答：没对准没对准根据洛伦兹逆变换

35、式有根据洛伦兹逆变换式有第56页，共61页，编辑于2022年，星期三3 3（43674367）一发射台向东西两侧距离为一发射台向东西两侧距离为L0 的两个的两个 接收站接收站E与与W发射讯号，今有一飞机以匀速度发射讯号，今有一飞机以匀速度 V V沿发射台与两接收站的连线由沿发射台与两接收站的连线由西向东西向东飞行，飞行，试问在飞机上测得两接收站接收到发射台同一试问在飞机上测得两接收站接收到发射台同一 讯号的时间间隔是多少？讯号的时间间隔是多少？解：解：S系系:地球人地球人S系系:飞机人飞机人事件事件1 1:E收讯号收讯号事件事件2 2:W收讯号收讯号第57页，共61页，编辑于2022年，星期三

36、4 4（43644364）一艘宇宙飞船的船身固有长度一艘宇宙飞船的船身固有长度 相对于地面以相对于地面以 的匀速度在一观测站的的匀速度在一观测站的 上空飞过。（上空飞过。（1 1）观测站测得飞船的船身通过）观测站测得飞船的船身通过 观测站的时间间隔是多少？（观测站的时间间隔是多少？（2 2）宇航员测得）宇航员测得 飞船的船身通过观测站的时间间隔是多少？飞船的船身通过观测站的时间间隔是多少？解：解：S系系:观测站人观测站人S系系:飞船人飞船人（固有长度）（固有长度）（1 1）（2 2）第58页，共61页，编辑于2022年，星期三练习（练习（47204720）一隧道长为一隧道长为L，宽为，宽为d，

37、高为，高为h，拱，拱 顶为半圆，设想一列车以极高的速率顶为半圆，设想一列车以极高的速率V沿沿 隧道长度方向通过隧道，若从列车上观测：隧道长度方向通过隧道，若从列车上观测：（1 1）隧道的尺寸如何？）隧道的尺寸如何？（2 2）设列车的长度为）设列车的长度为 ，它全部通过隧道，它全部通过隧道 的时间？的时间？解：（解：（1 1）从车上看，隧道的）从车上看，隧道的长度缩短长度缩短，其它不变。，其它不变。隧道长度隧道长度（2 2）列车全部通过隧道的时间为）列车全部通过隧道的时间为第59页，共61页，编辑于2022年，星期三练习（练习（43734373）静止的静止的 子的平均寿命约为子的平均寿命约为 ，今在，今在8 8Km的高空，由于的高空，由于 介介 子的衰变产生一个速度为子的衰变产生一个速度为V=0.998C=0.998C的的 子，子，此此 子有无可能到达地面？子有无可能到达地面？解：可能解：可能第60页，共61页，编辑于2022年，星期三高能粒子碰撞中的资用能高能粒子碰撞中的资用能碰撞前粒子的内动能叫做引起粒子转变的资用能碰撞前粒子的内动能叫做引起粒子转变的资用能第61页，共61页，编辑于2022年，星期三