3狹義相對論的時(shí)空觀

1、4.34.3狹義相對論的時(shí)空觀狹義相對論的時(shí)空觀4.3.14.3.1同時(shí)的相對性同時(shí)的相對性光速相對于所有慣性系中的觀測者以不變的速率傳播，其驚人的結(jié)果是:時(shí)間一定是相對的。1“同時(shí)同時(shí)”的定義的定義設(shè)A、B兩處發(fā)生兩個(gè)事件，在事件發(fā)生的同時(shí)，發(fā)出兩光信號，若在A、B的中心點(diǎn)同時(shí)收到兩光信號，則A、B兩事件是同時(shí)發(fā)生的。這就是用光前進(jìn)的路程來測量時(shí)間，而這樣定義的理由就是光速不變，這樣的定義適用于一切慣性系。2愛因斯坦理想的愛因斯坦理想

2、的“火車對鐘實(shí)驗(yàn)火車對鐘實(shí)驗(yàn)”設(shè)有一列火車相對于站臺以勻速向右運(yùn)動(dòng)，站臺上的觀測者測得當(dāng)列車的首尾兩點(diǎn)與站臺上的A，B兩點(diǎn)重合時(shí)，站臺上的A，B兩點(diǎn)同時(shí)發(fā)出一個(gè)閃光，所謂“同時(shí)”，就是兩閃光同時(shí)傳到站臺上的中心點(diǎn)C。但對于列車來說，由于它向右行駛，車上的中點(diǎn)先接到來自車頭方（即站臺上的A點(diǎn)）的閃光，后接到來自車尾方（即站臺的B點(diǎn)）的閃光。于是對于列車上中點(diǎn)的觀察者來說，A點(diǎn)的閃光早于B點(diǎn)。就是說，對于站臺參照系是同時(shí)的事件，對于列車參照

3、系就不是同時(shí)的，即事件的同時(shí)性是相對的。在一個(gè)慣性系中的兩個(gè)同時(shí)事件，在另一個(gè)慣性系中觀測不是同時(shí)的，這是時(shí)空均勻性和光速不變原理的一個(gè)直接結(jié)果。3同時(shí)的相對性同時(shí)的相對性設(shè)在慣性系S中在不同地點(diǎn)同時(shí)發(fā)生兩事件時(shí)空坐標(biāo)分別為（x1，0，0，t）和（x2，0，0，t），則根據(jù)洛侖茲變換式（44a），有，即222111cucuxtt???222221cucuxtt?????012212212??????cuxxcutt討論討論1從上可知，在

4、某一慣性系同時(shí)不同地發(fā)生的兩個(gè)事件，在另一慣性系中觀測則是不同時(shí)發(fā)生這就是狹義相對論的同時(shí)相對性同時(shí)相對性。同時(shí)相對性的本質(zhì)在于在狹義相對論中時(shí)間和空間是相互關(guān)聯(lián)的。若沿x軸正方向，且0則可得出結(jié)論，u12xx?012??tt3長度收縮效應(yīng)是測量出來的長度收縮效應(yīng)是測量出來的。在相對論時(shí)空觀中，測量效應(yīng)和眼睛看到的效應(yīng)是不測量效應(yīng)和眼睛看到的效應(yīng)是不同的同的。人們用眼睛看物體時(shí)，看到的是由物體上各點(diǎn)發(fā)出的同時(shí)到達(dá)視網(wǎng)膜的那些光信號所形成

5、的圖像。當(dāng)物體高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于光速有限，同時(shí)到達(dá)視網(wǎng)膜的光信號是由物體上各點(diǎn)不同時(shí)刻發(fā)出的，物體上遠(yuǎn)端發(fā)出光信號的時(shí)刻比近端發(fā)出光信號的時(shí)刻要早一些。因此人們眼睛看到的物體形狀一般是發(fā)生了光學(xué)畸變的圖像。4當(dāng)式（47）變成，這就回到了經(jīng)典力學(xué)的絕對空間觀。cu??0ll?問題問題4545在推導(dǎo)式（47）時(shí)，我們假定棒是靜止在系中的，如果假定棒是靜止在S系中的，S?且固有長度仍用表示，在系中測得棒的長度為，再推導(dǎo)式（47）。0lS?l問題

6、問題4646長度的量度和同時(shí)性有什么關(guān)系？為什么長度的量度會和參考系有關(guān)？長度收縮效應(yīng)是否因?yàn)榘舻拈L度受到了實(shí)際的壓縮？例4343長度=1m的米尺靜止于系中，與′軸的夾角=30，系相對S系沿軸運(yùn)動(dòng)，在S0lS?x?S?x系中觀測者測得米尺與軸夾角為45試求：x???(1)系和S系的相對運(yùn)動(dòng)速度.S?(2)S系中測得的米尺長度解:(1)米尺相對靜止，它在軸上的投影分別為：S?yx??，m866.0cos0?????LLxm5.0sin0?