2017-2018学年高中物理科教版选修3-4:第六章 第3节 时间、长度的相对性
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  3.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相对运动而不同。

  (2)相对论的时空观:"长度"也具有相对性,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。设相对于杆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u,则l、l0、u的关系是:l=l0。

  

  [跟随名师·解疑难]

  1.对"动钟变慢"的理解

  (1)由时间间隔的相对性公式:τ=,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。

  (2)时间延缓效应的来源是光速不变原理。

  (3)时间延缓效应是时空的一种属性。

  在运动参考系中的时间节奏变缓慢了。(一切物理过程、化学过程、乃至观察者自己的生命节奏变慢了)

  2.对"动棒缩短"的理解

  (1)狭义相对论中的长度公式:l=l0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u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u运动时测出的杆的长度。

  (2)长度收缩也完全是由于相对运动而引起的观测效应,并不是棒的本身发生了物理上实质的变化。

  (3)运动是相对的,长度收缩效应也是相对的。

  3.分析时间间隔和长度变化时应注意的问题

   (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。

  

  

  [学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手)

  

惯性系S中有一边长为l的正方形(如图6-3-1A所示)。从相对S系沿x方向以接近光速飞行的飞行器上测得该正方形的图像是(  )