5.2相对论中的神奇时空 课件（31张）2021-2022学年高中物理（鲁科版2019必修第二册）

(课件网) 5.2相对论中的神奇时空 第五章 必修第二册 目录 CONTENT 1 时间延缓效应 2 长度收缩效应 3 质能关系 4 奇妙的时空弯曲 狭义相对论 狭义相对论中的两个基本假设包含了不同于经典力学的新时空观，这种新时空观变革了传统的空间、时间、质量、能量等基本概念，揭示了时空统一性和物质、运动的统一性。因此会得出不同于“日常”的奇妙结论。 阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein） 1879年3月14日-1955年4月18日 现代物理学家 01 Part one 时间延缓效应 经典时空观： 时间是绝对时间，与运动无关。 相对论时空观： 当时钟相对于观测者静止时，时钟走得快些； 当时钟相对于观测者高速运动时，观测者则认为时钟变慢了。 在一列以速度 v 做匀速直线运动的火车中，做一个物理实验的时间是 15 min，站台上的观察者测得该实验花费的时间会更长 。 例如： 同一个物理过程，乘客测得的时间为τ0，站台上的观察者测得的时间为τ，则： 显然， τ > τ0。这种时间观测效应被称为时间延缓 h S 设列车速度为v，车厢高h，车厢底部有一灯光，射向顶部，列车上的人测量光照到车厢顶部的时间为τ0 ，站台上的人测得的时间为τ。 站台上的人观察到光的路程为=C 综合可得 时间延缓效应 我们把时间延缓效应形象地表述为运动的“时钟变慢”。 时间延缓效应表明： 一个物理过程经历的时间，在不同的参考系中测量不一定相同。与之相对静止的参考系测得的时间最短，称为固有时（ ） ；与之有相对运动的参考系测得的时间变长。相对速度越大，时间延缓效应越明显。 （1）为什么会“运动的时钟”变慢了？ 一个物理过程经历的时间，在不同的参考系中，测量不一定相同。与之相静止的参考系测得的时间最短，称为固有时；与之有相对运动的参考系测得的时间变长，相对速度越大，时间延缓效应越明显。 （2）这种现象说明了什么？ 不能脱离物体的运动来理解时间。 （3）这两个时间有什么关系？ （4）经典物理学的结论还准确么？ 在宏观低速问题中，这种时间延缓效应完全可以忽略，对经典物理学的研究不造成影响。 想一想 02 Part two 长度收缩效应 经典时空观： 空间是绝对时间，与运动无关。 相对论时空观： 空间与运动密切相关。 若一把刻度尺，相对它静止的观测者测量其长度为l0 （静止长度，又称固有长度），沿它长度方向相对运动的观测者测量其长度则是l，它们的关系为 显然，l