时间和空间的相对性

四、时空相对性的实验验证
1971年，科学家将铯原子钟放在喷气式 飞机中作环球飞行，然后与地面的基准 钟对照．实验结果与理论预言符合的很 好．这是相对论的第一次宏观验证．
早在1941年，科学家通过对宇 宙线的观测证实了相对论的结论， 美国科学家罗西和霍尔在不同高度 统计了宇宙线中μ子的数量，结果 与相对论预言完全一致．
t0 1 v 2
c
再见
二、长度的相对性
l0
v
l
车上的人看到的车厢的长度： 车外的人看到的车厢的长度：
l0
l
l l0
1 v 2 c
h
对于车厢内的人：
t0
2h c
对于车厢外的人： t
4h2 c2 v2
t t0 1 v 2 c
而相对论认为：有物质才有时 间和空间，空间和时间与物体的 运动状态有关。
人类对于空间、时间更进 一步的认识而形成的新的时空 观，是建立在新的实验事实和 相关结论与传统观念不一致的 矛盾基础上，不断发展、不断 完善起来的。
小结
一、“同时”是相对的
二、长ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的相对性
l l0
1
v
2
c
t
三、时间间隔的相对性
课本P108 思考与讨论
结论： 1、对于运动的火车上同时发生的两 个事件，对于地面就不是同时的 关键：在各个参考系中光速都为c 2、地面上同时发生的两个事件，对 于运动的火车也不是同时的
关键：相对运动
二、长度的相对性
动S 尺Y 缩短（空间Y收′ 缩S′ 效u应 ）
注O 意：
A l B
O′ x●
X X′
t t0
1
v
2
c
l l0
1 v 2 c
当两个参考系 的相对速度可 与光速相比时， 时间与空间的 相对性才比较 明显．
狭义相对论的结论已经完全得到证实，实 际上它已成为微观粒子研究基础之一．
五、相对论的时空观
牛顿经典物理学的绝对时空观： 物理学的空间与时间是绝对分离 没有联系的，脱离物质而单独存 在，与物质的运动无关。
1
长度缩短效应只发生在相对运 动的方向上
如上例中的 X 轴方向上，在Y 轴方向上无长度缩短效应
结论
一条沿自身长度方向运动的杆，
其长度总比杆静止时的长度小
斐克小伙剑术精， 出刺迅捷如流星， 由于空间收缩性， 长剑变成小铁钉.
三、时间间隔的相对性
在站台上看 运动火车上
的钟
在火车上 看运动站 台上的钟
在经典物理家的头脑中，如果
两个事件在一个参考系中看来是同 时的，在另一个参考系中看来也一 定是同时的，但是如果接受爱因斯 坦的两个假设，我们会得出“同时 是相对的”这样一个结论．
一、“同时”的相对性
车厢中间灯光到达车厢前、后壁的 先后是不一样的：车上的观察者认 为光同时到达车厢的前后两壁 站台上的观察者认为光先到车厢后 壁，后到前壁
高速运行的列车上，由车厢底部发出 的闪光，对于车上的人来说，闪光是 在竖直方向反射的，而车厢外的人认 为被接收的反射光是沿斜线传播的．
相对速度与动钟变慢效应 (τ =1s）
V（米/秒） 0.1c=3×107 0.5c 0.8c 0.9c
T(秒) 1.01 1.15 1.67 2.29