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课件网) 第七章 万有引力与宇宙航行 第5节 相对论时空观与牛顿力学的局限性 设想人类可以利用飞船以0.2c的速度进行星际航行。若飞船向正前方的某一星球发射一束激光，该星球上的观察者测量到的激光的速度是多少？ 思考与讨论 如果河水中的河水以相对河岸的速度v水岸流动，河中的船以相对于水的速度v船水顺流而下，则船相对于岸边的速度为多少？ 因此，前面问题的答案似乎应为1.2c。然而，事实并非如此。 真空中的光速是宇宙中最快的速度。这里怎么出现了1.2倍的光速呢？显然，在哪里出现了问题！ V水=5m/s V船=5m/s v船岸=v船水+v水岸 1.知道牛顿力学只适用低速、宏观物体的运动。知道相对论、量子论有助于人类认识高速、微观领域。 2.知道爱因斯坦狭义相对论的基本假设，知道长度相对性和时间间隔相对性的表达式。 3. 知道科学真理是相对的，未知世界必将在人类不懈的探索中被揭开更多的谜底。 麦克斯韦 英国物理学家麦克斯韦根据电磁场理论预言了电磁波的存在，并证明电磁波的传播速度等于光速。 一、相对论时空观 迈克耳孙 1887年迈克耳孙———莫雷实验表明：在不同的参考系中，光的传播速度都是一样的。 按照绝对时空观,光的传播速度与参考系的选取有关,而实验测得光的传播速度与参考系的选取无关,二者有矛盾。 (1)在不同的惯性参考系中,物理规律的形式都是相同的; (2)真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是相同的。 爱因斯坦的假设 如图，如果两个事件在一个参考系中是同时的，在另一个参考系中也是同时的吗？ 火车上的观察者观测到：闪光会同时到达前后两壁。 地面上的观察者观测到：闪光会先到到后壁，后到达前壁。 狭义相对论认为：同时是相对的。 什么是时间延缓效应？ 时间延缓效应： ， t0 为相对地面以速度v运动的惯性参考系上的人测定的时间， t为地面上的人测定的时间. 由于 ，总有t > t0 ，此种情况称为时间延缓效应 什么是长度收缩效应？ ，l是沿着杆以v运动的人测得的杆长，l0是与杆相对静止的人测得的杆长，l
