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高中物理必修第二册-相对论之对时间延缓、长度收缩效应的理解

小李小李说物理 328

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对时间延缓、长度收缩效应的理解

表明Δt>Δτ,即时间间隔变长,时钟变慢。非但如此,惯性系中的一切物理、化学和生命过程都变慢了。这种时间的变化是相对的,如果两个观察者做相对运动,他们都会认为对方所在参考系的时间变慢了。

(2)对于

只适用于沿杆的运动方向上。在垂直于杆的运动方向上,杆的长度没有变化。这种长度的变化是相对的,如果两条平行的杆沿长度方向做相对运动,与它们一起运动的两位观测者都会认为对方的杆缩短了。

(3)时间间隔、长度的变化都是由于物体的相对运动引起的一种观测效应,它与所选的参考系有关,而物体本身的结构并没有变化。

相对论时空观

经典物理学认为时间与空间都是独立于物体及其运动而存在的,这种绝对时空观,也叫牛顿力学时空观。

时间延缓效应和长度收缩效应表明:运动物体的长度(空间距离)和物理过程的快慢(时间进程)都跟物体的运动状态有关,这个结论具有革命性的意义,它所反映的时空观称作相对论时空观。

高速运动的μ子寿命变长这一现象,用经典理论无法解释,用相对论时空观可得到很好的解释。这一研究结果成了相对论时空观的最早证据。

相对论时空观的第一次宏观验证(铯原子钟实验)是在1971年进行的。实验结果与相对论的理论预言符合得很好。

值得注意的是:应用相对论“效应”解题的一般步骤

首先,通过审题确定研究对象及研究对象的运动速度。

其次,明确求解的问题,即明确求解静止参考系中的观察结果,还是运动参考系中的观察结果。

最后,应用“长度收缩效应公式”或“时间延缓效应公式”进行计算。

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