高中物理 第六章 相对论 第3节 时间、长度的相对性教学案 教科版选修3-4-教科版高二选修3-4物理教学案VIP专享

第 3 节 时间、长度的相对性时间、长度的相对性[自读教材·抓基础]1．同时的相对性(1)经典的时空观：在同一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件，在另一个惯性系中观察也是同时的。(2)相对论的时空观：“同时”具有相对性，即在同一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件，在另一个惯性系中观察可能不是同时而是一先一后发生的。2．运动时钟的变慢(1)经典的时空观：某两个事件，在不同的惯性系中观察，它们的时间间隔总是相同的。(2)相对论的时空观：某两个事件，在不同的惯性参考系中观察，它们的时间间隔是不同的。设 τ0表示相对事件发生地静止的惯性系中观测的时间间隔，τ 表示相对事件发生地以 u 高速运动的参考系中观察同样两事件的时间间隔，则它们的关系是 τ＝。3．长度的相对性(1)经典的时空观：一条杆的长度不会因为观察者是否与杆做相对运动而不同。(2)相对论的时空观：“长度”也具有相对性，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。设相对于杆静止的观察者认为杆的长度为 l0，与杆有相对运动的人认为杆的长度为 l，杆相对于观察者的速度为 u，则 l、l0、u 的关系是：l＝l0。[跟随名师·解疑难]1．对“动钟变慢”的理解(1)由时间间隔的相对性公式：τ＝，在相对运动的参考系中观测，事件变化过程的时间间隔变大了，这叫做狭义相对论中的时间膨胀。(2)时间延缓效应的来源是光速不变原理。(3)时间延缓效应是时空的一种属性。1.在一个参考系中，同时发生的两个事件在另一惯性系中观察可能是不同时发生的。2．运动的时钟变慢了，时间间隔的相对性公式为 τ＝。3．运动的尺子变短了，长度的相对性公式为 l＝l0。在运动参考系中的时间节奏变缓慢了。(一切物理过程、化学过程、乃至观察者自己的生命节奏变慢了)2．对“动棒缩短”的理解(1)狭义相对论中的长度公式：l＝l0中，l0是相对于杆静止的观察者测出的杆的长度，而 l 可以认为是杆沿自己的长度方向以速度 u 运动时，静止的观察者测量的长度。还可以认为是杆不动，而观察者沿杆的长度方向以速度 u 运动时测出的杆的长度。(2)长度收缩也完全是由于相对运动而引起的观测效应，并不是棒的本身发生了物理上实质的变化。(3)运动是相对的，长度收缩效应也是相对的。3．分析时间间隔和长度变化时应注意的问题 (1)时间间隔、长度的变化，都是由于物质的相对运动引起的一种观测效应，它与所选取的参考系有关，物质本身的结构并没有变化。 (2)两个事件的...