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在那个脂肪测定仪参考系中测到的时间

作者: 添加时间:2016-11-11 14:53:32 浏览:

参考系静止的时钟测量一段时间间隔,测量结果为t,称为原时.如果使 0 用相对于这个时钟以速度v运动的S ′参考系中的时钟来测量这段时间间隔,结果为t,则有 t=t02.1-v c2 也就是说当我们在某个参考系中去观察另一个参考系中的事件过程所用的时间tt,这就说明,物体在运动中的物理过 0 程的节奏会变慢. §3.9 运动方向上的长度收缩和运动时间的延缓   35     脂肪测定仪如果我们观察一个放在宇宙飞船上的钟,我们会感到宇宙飞船上的钟走得慢了.如果宇宙飞船相对于我们以真空光速的0.999999999906倍的速度运动时,我们就会发现地面上的钟走了二十年而宇宙飞船上的钟才走了一天. “一天等于二十年”只有在相对于我们以真空光速的0.99999999906倍的速度运动的宇宙飞船上才能实现.  

这些效应究竟是表观的还是真实的,运动着的物体是不是真的沿运动方向缩短了,运动着的时钟是不是真的变慢了.对这些问题应该理解为:这些效应绝不仅仅是表观的现象,运动着的物体沿运动方向缩短和运动着的时钟变慢并不是表观的假象,它们都是时空性质的物理效应,并且可以有直接的观察效果.   “运动着的时钟变慢”在高能物理的研究中起着很大的作用,因为许多粒子的寿命都是非常短的,这是观测中的一大障碍,但是,当粒子以接近光速的速度相对于观察者运动时,在观察者看来,它们的寿命就会大大地 “延长”,从而达到可以观测的程度. -   K介子是一种不稳定的粒子,静止时的平均寿命是12.371ns,这样当 - K介子产生后,经过12.371ns,就衰变到只剩下原来数量的36.79%了.如果想要用这种K介子再去碰撞别的粒子以产生反应,就需要让K介子在产 - 生后飞出一段距离去碰别的粒子.如果这段距离取作5m,按K介子以接近 - 光速运动来估计,不考虑时间延缓的效应,经过5m后,大部分的K介子将 - 衰变掉,将只剩下原来数量的26.000%的K介子可以用于碰撞了,这当然是效 - 率很低的了.然而由于相对论的时间延缓效应,情况要有利得多.如果K介子 2-2 产生时获得动量为2.0GeV/c,考虑到K介子的质量为0.493677GeV/c,可 - 以推算出经过5m后,K介子将只衰变掉很小的一部分,还剩下原来数量的 - 71.71%的K介子可以用于碰撞,这当然是效率很高的了,这高效率的来由是 “相对论时间延缓”.  

有人问,如果对于一个观察者运动的物体的内部物理节奏都会变慢,那么,假设有一对双生子,他们中的一个登上了宇宙飞船,以很高的速度到宇宙中去遨游,而另外一个则留在地球上.这时对于这两个双生子来说,每一个人都看到另一个人以很高的速度离自己而去,并且对方的生理节奏都放慢了.过了一段时光,乘宇宙飞船的那一个返回了地球,这时,根据狭义相对论,好像每个人都应该觉得对方年轻了.到底是谁更年轻?!  实际上,那个进行旅行的人确实由于相对论效应而变得年轻了.他曾经通过相对惯性系作加速运动达到旅行的速度,然后逐渐减速到停止,再反向加速,再旅行,再减速,最后回到地球.于是,经过这样一个复杂的过程,他就比他的同胞兄弟年轻了一些.   第三章 2   360世纪初物理学的革命 5   如果宇宙飞船以2.4×10km/s的速度飞到太空,又以同一速度飞回地球.地面的人看飞船旅行了50年,但旅行者觉得自己只过了30年.   §3.10 物体的极限速度   

如果一辆火车以20m/s的速度u前进.车上一位乘客向前方扔一块石头,速度v=10m/s.那么在地面上的观察者看来,毫无疑问石头的运动速度v′=u +v是向前30m/s.然而当速度很高时,狭义相对论告诉我们,这个相加公式不对,同方向的速度相加公式应该换为 2 v′=c(u+v).c2+uv这是相对论的速度相加公式,它不等于两个速度的直接的相加.这个同方向的速度相加公式又可以写作 v′=u+v.1+uv 2 c它说明两个速度的直接的相加之后还要除一个大于1的数进行压缩.如果速度u和速度v都远小于真空光速,这个 “压缩”可以略去,就回到了速度u和速度v相加.一般情形下,速度u和速度v都小于真空光速,并且不等于真空光速c,合速度也小于真空光速.如果它们中有一个等于真空光速c,则合速度v′=c.表3-4给出速度u=0.5c时,速度v取不同值时,合速度v′的值. 表3-4 速度u和速度v取不同值时的合速度 速度u 0.5c0.5c0.5c0.5c0.5c速度v 0.1c0.2c0.3c0.4c0.5c合速度v′速度u速度v合速度v′ 0.571c0.5c0.6c0.846c0.636c0.5c0.7c0.889c0.696c0.5c0.8c0.929c0.750c0.5c0.9c0.966c0.800c0.5c1.0c1.0000c

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