第2节经典时空观与相对论时空观一、“同时”的相对性1
在物理学中,什么叫“事件”
在数学上,一个事件可以如何表示
实例分析:车厢长为L,正以速度v匀速向右运动,车厢底面光滑,现有两只完全相同的小球,从车厢中点以相同的速率v0分别向前后匀速运动,(相对于车厢),问(1)在车厢内的观察者看来,小球是否同时到达两壁
(2)在地上的观察者看来两球是否同时到达两壁
分析:在车上的观察者看来,A球经时间tA=;B球经时间tB=;因此两球同时到达前后壁
在经典物理学家看来,同时发生的两件事在任何参照系中观察,结果都是同时的,两球也应同时到达前后壁
这是我们在日常生活中得到的结论
如果把上述事件换成两列光的传播,情况如何呢
结论:车厢上的人和地面上的人看到车厢中间灯光到达前后车厢的先后是不一样的.车上的观察者认为光同时到达车厢的前后两壁;站台上的观察者认为光先到车厢后壁后到前壁;思考与讨论:见教材P99,运动的火车L里,观察者认为,沿着运动方向位置靠前一些的事件A先发生,还是靠后一些的事件B先发生
规律小结:1、对于运动的火车上同时发生的两个事件,对于地面就不是同时的;(关键:在各个参考系中光速都为c)2、地面上同时发生的两个事件,对于运动的火车也不是同时的;3、观察者站在发生事件的两地之间,迎面而来的事件发生;背离而驰的事件发生
针对训练1、地面上的人认为A、B两个事件同时发生
对于坐在火箭中沿两个事件发生地点连线飞行的人来说(图15
2-5),哪个事件先发生
二、长度的相对性下面我们来讨论在不同参考系中测量一个杆的长度结果会如何
如下图所示:1、甲图中是一个刻度尺测出的静止的杆的长度,大家看是多少
怎么求出的呢
2、乙图中尺仍然静止,杆水平向右匀速运动,我们应该怎么算杆长
注意:其实这里你是用某时刻N、M坐标差值或另一时刻N′、M′坐标差值得到的
如果有人用N′、M的坐标差值算出杆