3狹義相對論的時空觀

1、4.34.3狹義相對論的時空觀狹義相對論的時空觀4.3.14.3.1同時的相對性同時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:時間一定是相對的。1“同時同時”的定義的定義設(shè)A、B兩處發(fā)生兩個事件，在事件發(fā)生的同時，發(fā)出兩光信號，若在A、B的中心點同時收到兩光信號，則A、B兩事件是同時發(fā)生的。這就是用光前進的路程來測量時間，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“火車對鐘實驗火車對鐘實驗”設(shè)有一列火車相對于站臺以勻速向右運動，站臺上的觀測者測得當(dāng)列車的首尾兩點與站臺上的A，B兩點重合時，站臺上的A，B兩點同時發(fā)出一個閃光，所謂“同時”，就是兩閃光同時傳到站臺上的中心點C。但對于列車來說，由于它向右行駛，車上的中點先接到來自車頭方（即站臺上的A點）的閃光，后接到來自車尾方（即站臺的B點）的閃光。于是對于列車上中點的觀察者來說，A點的閃光早于B點。就是說，對于站臺參照系是同時的事件，對于列車參照

3、系就不是同時的，即事件的同時性是相對的。在一個慣性系中的兩個同時事件，在另一個慣性系中觀測不是同時的，這是時空均勻性和光速不變原理的一個直接結(jié)果。3同時的相對性同時的相對性設(shè)在慣性系S中在不同地點同時發(fā)生兩事件時空坐標(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、某一慣性系同時不同地發(fā)生的兩個事件，在另一慣性系中觀測則是不同時發(fā)生這就是狹義相對論的同時相對性同時相對性。同時相對性的本質(zhì)在于在狹義相對論中時間和空間是相互關(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，看到的是由物體上各點發(fā)出的同時到達視網(wǎng)膜的那些光信號所形成

5、的圖像。當(dāng)物體高速運動時，由于光速有限，同時到達視網(wǎng)膜的光信號是由物體上各點不同時刻發(fā)出的，物體上遠端發(fā)出光信號的時刻比近端發(fā)出光信號的時刻要早一些。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，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)是否因為棒的長度受到了實際的壓縮？例4343長度=1m的米尺靜止于系中，與′軸的夾角=30，系相對S系沿軸運動，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系的相對運動速度.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?