2017-2018学年人教版选修3-4 第十五章 1.相对论的诞生2.时间和空间的相对性 学案
2017-2018学年人教版选修3-4 第十五章 1.相对论的诞生2.时间和空间的相对性 学案第1页

课堂互动

三点剖析

1.狭义相对论的两个基本假设

(1)狭义相对性原理:在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的。

(2)光速不变原理:真空中的光速在不同的惯性系中都是相同的。

2.同时的相对性,长度的相对性,时间间隔的相对性。

同时的相对性:在经典物理学上,如果两个事件在一个参考系中认为是同时的,在另一个参考系中一定也是同时的;而根据爱因斯坦的两个假设,同时是相对的。

长度的相对性:

(1)经典物理学认为,一条杆的长度不会因为观察者是否与杆做相对运动而不同。

(2)如果与杆相对静止的人认为杆长是L0,与杆相对运动的人认为杆长是L,则两者之间的关系为L=

(3)一条沿自身长度方向运动的杆,其长度总比静止时的长度小。

时间间隔的相对性:

运动的人认为两个事件时间间隔为Δt′,地面观察者测得的时间间隔为Δt,两者之间关系为Δt=。

3.相对论的时空观,相对性与绝对性。

相对论的时空观:相对论认为空间和时间之间是有联系的,与物质的运动状态有关。

相对性与绝对性:时容量度是相对的,但客观事物的存在、发生与发展的过程又是绝对的,不以观察者所处的参考系的不同而改变。

各个击破

【例1】 判断是否正确:伽利略相针对性原理和爱因斯坦相对性原理是相同的。

解析:伽利略相对性原理适用于低速,爱因斯坦相对论适用于高速。

答案:错。

类题演练 牛顿的经典力学只适用于_________和_________。

答案:宏观 低速

【例2】 假定一列火车沿着固定在惯性参考系K中的直线轨道以不变的速度u运动(u较大),第二惯性参考系K′连接在火车上,与火车一起运动,假定从火车的前后每一端发出一个闪电,有人出现在K系B点,B在A和C正中间,如图15-2-1所示,他观测到闪电同一瞬时到达B点,则坐在火车上中点B′的另一个观察者观测到什么样的"事件"?

图15-2-1

解析:坐在火车上中点B′的一个观察者发现,来自火车前端C′的闪光比来自后端A′的闪光先期到达B′。这是因为由于对两个闪光来说光速相对于K′系也都有相同速度c,火车向右运动,是迎着C′的闪光前进的,缩短了光程,是顺着A′点的闪光前进,延长了光程,所以K′中的B′点的观察者看到C′点的闪光出现在A′点的闪光之前。

答案:B′点的观察者看到C′点的闪光出现在A′点的闪光之前。