狹義相對(duì)論經(jīng)典例題-閃電擊中火車(chē).ppt
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P214T18-3一列火車(chē)長(zhǎng)030km(火車(chē)上觀察者測(cè)得),以100km/h的速度行駛,地面上觀察者發(fā)現(xiàn)有兩個(gè)閃電同時(shí)擊中火車(chē)的前后兩端。問(wèn)火車(chē)上的觀察者測(cè)得兩閃電擊中火車(chē)前后兩端的時(shí)間間隔為多少?,分析:首先應(yīng)確定參考系,如設(shè)地面為S系,火車(chē)為S系,把兩閃電擊中火車(chē)前后兩端視為兩個(gè)事件(即兩組不同的時(shí)空坐標(biāo))。地面觀察者看到兩閃電同時(shí)擊中,即兩閃電在S系中的時(shí)間間隔t=t2-t1=0?;疖?chē)的長(zhǎng)度是相對(duì)火車(chē)靜止的觀察者測(cè)得的長(zhǎng)度(注:物體長(zhǎng)度在不指明觀察者的情況下,均指相對(duì)其靜止參考系測(cè)得的長(zhǎng)度),即兩事件在S系中的空間間隔x=x2x1=030103m。S系相對(duì)S系的速度即為火車(chē)速度(對(duì)初學(xué)者來(lái)說(shuō),完成上述基本分析是十分必要的)。由洛倫茲變換可得兩事件時(shí)間間隔的關(guān)系式為,(下一頁(yè)),將已知條件代入式(1)可直接解得結(jié)果。也可利用式(2)求解,此時(shí)應(yīng)注意,式中x2x1為地面觀察者測(cè)得兩事件的空間間隔,即S系中測(cè)得的火車(chē)長(zhǎng)度,而不是火車(chē)原長(zhǎng)。根據(jù)相對(duì)論,運(yùn)動(dòng)物體(火車(chē))有長(zhǎng)度收縮效應(yīng),即考慮這一關(guān)系方可利用式(2)求解。,解1:根據(jù)分析,由式(1)可得火車(chē)(S系)上的觀察者測(cè)得兩閃電擊中火車(chē)前后端的時(shí)間間隔為,(下一頁(yè)),負(fù)號(hào)說(shuō)明火車(chē)上的觀察者測(cè)得閃電先擊中車(chē)頭x2處。,解2:根據(jù)分析,把關(guān)系式代入式亦可得與解1相同的結(jié)果。,相比之下解1較簡(jiǎn)便,這是因?yàn)榻?中直接利用了x2x1=030103m這一已知條件。,(下一題),- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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- 狹義相對(duì)論 經(jīng)典 例題 閃電 擊中 火車(chē)
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