高中物理《时间和空间的相对性》课件一(17张PPT)
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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
由光速不变原理便 得到不同的时间间隔
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．
15.2 时间和空间的 相对性
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
车厢上的人和地面上的人看到车厢中间灯光到 达前后车厢的先后是不一样的．
t t0 1 v 2 c
同学们
来学校和回家的路上要注意安全
同学们
来学校和回家的路上要注意安全
t t0 1 v 2 c
l l0
1
wk.baidu.com
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 上它已经成为微观粒子研究的基础之一．
五、相对论的时空观
牛顿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。
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
动尺变短（空间收缩效应）
SY
O
Y′ S′ u
A l B
O′ x●
X X′
1
注意：
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，
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、长度的相对性
l l0
1 v 2 c
三、时间间隔的相对性
四、时空相对性的实验验证
根据相对论，时间 在运动中会进行的比 较缓慢，也就是说， 在空间中高速移动的 时钟，比固定于地面 上的时钟走得慢．
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．
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
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
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
相对速度与动钟延缓效应 (τ =1s）
• V（米/秒） • 0.1c=3×107 • 0.5c • 0.8c • 0.9c • 0.99c • 0.999c • 0.9998c
• T(秒) • 1.01 • 1.15 • 1.67 • 2.29 • 7.1 • 22.4 • 50
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
由光速不变原理便 得到不同的时间间隔
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．
15.2 时间和空间的 相对性
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
车厢上的人和地面上的人看到车厢中间灯光到 达前后车厢的先后是不一样的．
t t0 1 v 2 c
同学们
来学校和回家的路上要注意安全
同学们
来学校和回家的路上要注意安全
t t0 1 v 2 c
l l0
1
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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 上它已经成为微观粒子研究的基础之一．
五、相对论的时空观
牛顿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。
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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
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1 v 2 c
动尺变短（空间收缩效应）
SY
O
Y′ S′ u
A l B
O′ x●
X X′
1
注意：
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，
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、长度的相对性
l l0
1 v 2 c
三、时间间隔的相对性
四、时空相对性的实验验证
根据相对论，时间 在运动中会进行的比 较缓慢，也就是说， 在空间中高速移动的 时钟，比固定于地面 上的时钟走得慢．
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．
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
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
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
相对速度与动钟延缓效应 (τ =1s）
• V（米/秒） • 0.1c=3×107 • 0.5c • 0.8c • 0.9c • 0.99c • 0.999c • 0.9998c
• T(秒) • 1.01 • 1.15 • 1.67 • 2.29 • 7.1 • 22.4 • 50