第 6 章 相对论与天体物理狭义相对论狭义相对论的基本原理。(1)狭义相对性原理：物理规律(力学、电磁学、光学)等对于所有惯性系都具有相同的形式。(2)光速不变原理：在任何惯性系中，光在真空中的速度恒为 c，与光源的运动和观测者的运动无关。(3)时间的相对性：运动的时钟变慢：Δt＝。(4)长度的相对性：一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比静止时的长度小。公式为 l＝ l0。(5)相对论的速度叠加：u＝1．设想地球上有一观察者测得一宇宙飞船以 0.60c 的速率向东飞行，5.0 s 后该飞船将与一个以 0.80c 的速率向西飞行的彗星相碰撞，试问：(1)飞船中的人测得彗星将以多大的速率向它运动？(2)从飞船中的时钟来看，还有多少时间允许它离开航线以避免与彗星碰撞？解析：(1)这是一个相对论速度变换问题。取地球为 s 系，飞船为 s′系，向西为正向，则 s 系相对 s′系的速度 v＝0.60c，彗星相对 s 系的速度 ux＝0.80c，由速度变换可得ux′＝＝0.946c即彗星以 0.946c 的速率向飞船靠近。(2)由时间间隔的相对性有Δt＝＝5.0 s解得 Δt′＝4.0 s答案：(1)0.946c (2)4.0 s广义相对论1．广义相对论的基本原理(1)广义相对性原理：在任何参考系(包括非惯性系)中物理规律都是相同的。(2)等效原理：匀加速参考系中的惯性力场与均匀引力场不可区分。2．广义相对论的时空结构——弯曲时空(1)引力场中，时钟变慢。(2)在与引力垂直的方向上，空间间隔变短，发生了弯曲。2．以下说法中正确的是( )A．矮星表面的引力很强B．在引力场弱的地方比引力场强的地方，时钟走得慢些C．在引力场越弱的地方，物体长度越长D．在引力场强的地方，光谱线向绿端偏移解析：因矮星体积很小，质量却不小，所以矮星表面引力很强，A 对；根据广义相对论的结论，引力场越强，时间进程越慢，在垂直引力方向上长度变短，而引力方向上没有这种效应，所以 B、C 错；在引力场强的地方，光谱线向红端偏移，称为引力红移，D 错。答案：A(时间：60 分钟 满分：100 分)一、选择题(共 8 小题，每小题 6 分，共 48 分，每小题只有一个选项正确。)1．关于相对论的下列说法，正确的是( ) A．狭义相对论只研究力学规律B．狭义相对论只研究惯性系C．广义相对论的等效原理是指惯性系和非惯性系等效D．强引力可导致光线和空间弯曲是狭义相对论的结论解析：选 B 根据狭义相对论和广义相对论的原理知，B 项正确。2．如图 1 所示，沿平直铁路线有间距相等的...
