第17讲 相对论中的神奇时空 课件 (共19张PPT)-2023-2024学年高一物理（鲁科版2019必修第二册）

(课件网) 科学进步无止境 第5章 第二节 相对论中的神奇时空 0 1 PART first 相对论的两个基本原理 相对性原理： 所有物理规律在一切惯性参考系中都具有相同的形式。 在某个惯性系中描述某个物理系统的某个物理过程的物理定律，在其他一切惯性系中对该系统该过程作出描述的物理定律皆保持形式不变。 相对性原理 光速不变原理：在一切惯性参考系中，测量到的真空中的光速都一样。 光速不变原理 在一切惯性系中观测真空中传播的光，其传播速度均为 c，与光源或观察者的运动无关。 狭义相对论中的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。 狭义相对论效应 0 2 PART second 时间延缓 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 。 若乘客测得的时间为τ0，站台上的观察者测得的时间为τ，则： τ > τ0。这种时间观测效应被称为时间延缓 时间延缓 时间延缓效应 “时钟变慢” 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。 解释 验证时间延缓效应存在的实验 由宇宙射线在大气层上方产生的μ子是一种不稳定的粒子，它会自发衰变。据测试，μ子的平均寿命为 2.15×10-6 s。从测试中得知，在距地球表面 6 000 m 的大气层中，μ子的速度 v = 0.998 c，实验室观测到的高速运动的μ子平均寿命为3.40×10-5 s。这是证实运动时间延缓效应的实验之一。 时间延缓 长度缩短效应 空间与运动密切相关。 沿长度方向相对运动的观测者测量得尺子的长度为l，则 静止长度l0 ： 一把刻度尺，相对它静止的观测者测量其长度。 又称固有长度。 l