15.2时间和空间的相对性

第十五章相对论简介15.2时间和空间的相对性※了解同时的相对性※了解长度的相对性和时间间隔的相对性※了解相对论的时空观学习目标知识点3时间和空间的相对性1.“同时”的相对性(1)经典的时空观：在同一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件，在另一个惯性系中观察。(2)相对论的时空观：“同时”具有性，即在同一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件，在另一个惯性系中观察。也是相同的相对不一定同时2．“长度”的相对性(1)经典的时空观：一条杆的长度不会因为观察者是否与杆做而不同。(2)相对论的时空观：“长度”也具有性，一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比时的长度小。相对运动相对静止设相对于静止的观察者认为杆的长度为l0，与杆有相对运动的人认为杆的长度为l，杆相对于观察者的速度为v，则l，l0，v的关系是：l＝。l01－vc23．时间间隔的相对性(1)经典的时空观：某两个事件，在不同的惯性系中观察，它们的时间间隔总是。(2)相对论的时间观：某两个事件，在不同的惯性参考系中观察，它们的时间间隔是的。相同的不同设Δτ表示相对事件发生地静止的惯性系中观测的时间间隔，Δt表示相对事件发生地以v高速运动的参考系中观察同样两事件的时间间隔，则它们的关系是：Δt＝。Δτ1－vc2二、怎样理解“动尺变短”和“动钟变慢”1．怎样理解“动尺变短”：狭义相对论中的长度公式：l＝l01－vc2中，l0是相对于杆静止的观察者测出的杆的长度，而l可以认为是杆沿自己的长度方向以速度v运动时，静止的观察者测量的长度。还可以认为是杆不动，而观察者沿杆的长度方向以速度v运动时测出的杆的长度。2．怎样理解“动钟变慢”：时间间隔的相对性公式：Δt＝Δτ1－vc2，Δτ是相对事件发生地静止的观察者测量同一地点的两个事件发生的时间间隔，而Δt是相对于事件发生地以速度v运动的观察者测量同一地点的同样两个事件发生的时间间隔。也就是说：在相对运动的参考系中观测，事件变化过程的时间间隔变大了，这叫做狭义相对论中的时间膨胀。3．理解要点：(1)时间间隔、长度的变化，都是由于物质的相对运动引起的一种观测效应，它与所选取的参考系有关，物质本身的结构并没有变化。(2)两个事件的时间间隔和物体的长度，必须与所选取的参考系相联系，如果在没有选取参考系的情况下讨论时间的长短及空间的尺寸，是没有任何意义的。特别提醒：以上结论是狭义相对论的必然结论，而狭义相对论的正确性已被实验证实，所以以上结论是高速世界中必然发生的现象，是客观存在的事实，绝不是人们的主观臆造，人们之所以平常观察不到这些现象，是因为我们生活在低速运动的世界里。假设地面上有一火车以接近光速的速度运行，车内站立着一个中等身材的人，站在路旁边的人观察车里的人，观察的结果是()A．这个人是一个矮胖子B．这个人是一个瘦高个子C．这个人矮但不胖D．这个人瘦但不高答案：D解析：人是站着的，路旁的人观察到的车内的人沿车运动的方向上的长度(决定胖瘦)变短了，所以人变瘦。但人在垂直于车运动方向上的长度(决定身高)不变。4．相对论时空观(1)经典时空观：空间和时间是脱离物质存在的，是的，空间和时间之间也是联系的。(2)相对论时空观：空间和时间与物质的有关。绝对没有运动状态