3狹義相對(duì)論的時(shí)空觀

1、4.34.3狹義相對(duì)論的時(shí)空觀狹義相對(duì)論的時(shí)空觀4.3.14.3.1同時(shí)的相對(duì)性同時(shí)的相對(duì)性光速相對(duì)于所有慣性系中的觀測(cè)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(duì)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(hào)，若在A、B的中心點(diǎn)同時(shí)收到兩光信號(hào)，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(lái)測(cè)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(ài)因斯坦理想的愛(ài)因斯坦理想

2、的“火車對(duì)鐘實(shí)驗(yàn)火車對(duì)鐘實(shí)驗(yàn)”設(shè)有一列火車相對(duì)于站臺(tái)以勻速向右運(yùn)動(dòng)，站臺(tái)上的觀測(cè)者測(cè)得當(dāng)列車的首尾兩點(diǎn)與站臺(tái)上的A，B兩點(diǎn)重合時(shí)，站臺(tái)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(tái)上的中心點(diǎn)C。但對(duì)于列車來(lái)說(shuō)，由于它向右行駛，車上的中點(diǎn)先接到來(lái)自車頭方（即站臺(tái)上的A點(diǎn)）的閃光，后接到來(lái)自車尾方（即站臺(tái)的B點(diǎn)）的閃光。于是對(duì)于列車上中點(diǎn)的觀察者來(lái)說(shuō)，A點(diǎn)的閃光早于B點(diǎn)。就是說(shuō)，對(duì)于站臺(tái)參照系是同時(shí)的事件，對(duì)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(duì)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(cè)不是同時(shí)的，這是時(shí)空均勻性和光速不變?cè)淼囊粋€(gè)直接結(jié)果。3同時(shí)的相對(duì)性同時(shí)的相對(duì)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(cè)則是不同時(shí)發(fā)生這就是狹義相對(duì)論的同時(shí)相對(duì)性同時(shí)相對(duì)性。同時(shí)相對(duì)性的本質(zhì)在于在狹義相對(duì)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(zhǎng)度收縮效應(yīng)是測(cè)量出來(lái)的長(zhǎng)度收縮效應(yīng)是測(cè)量出來(lái)的。在相對(duì)論時(shí)空觀中，測(cè)量效應(yīng)和眼睛看到的效應(yīng)是不測(cè)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(hào)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(hào)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(hào)的時(shí)刻比近端發(fā)出光信號(hào)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(duì)空間觀。cu??0ll?問(wèn)題問(wèn)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(zhǎng)度仍用表示，在系中測(cè)得棒的長(zhǎng)度為，再推導(dǎo)式（47）。0lS?l問(wèn)題

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