什么是相对论

什么是相对论
什么是相对论

第一章狭义相对论与洛伦兹变换

据资料显示,狭义相对论是由洛伦兹和庞加莱等人的工作基础上创立的时空理论,是对牛顿时空观的拓展和修正。爱因斯坦以光速不变原理出发,建立了新的时空观。进一步,闵可夫斯基为狭义相对论提供了严格的数学基础,从而将该理论纳入到带有闵可夫斯基度量的四维空间之几何结构中。

此外,在学习中,我还明白了狭义相对论之中的洛伦兹变换与伽利略变换的区别在于精准度的大小;而且,洛伦兹变换是基于光在可测时空中的平均速度不变的实验所证明的规律下建立起来的。

在狭义相对论中指出高速运动情况下,不同的坐标系下会表现出不同的测量结果。如尺缩效应、时间延长等。本文将不在这里讨论以上结论的证明过程。

况且,以上结论只是对一些可能客观存在的现象的描述,真正的原理我们还不能真正的解释清楚。事实上物理学的终点就是解决最初、现在以及将来!最初,说的是宇宙的开端,即时间和空间的开端。现在,也就是现在的宇宙运行规律的背后操纵者的探索。将来,可以说是求解宇宙发展的明天。

可以说相对论只是物理学的一小步,却是近现代物理学的一大步!

第二章迷人的超光速

相对论认为超光速行进是行不通的,对于一个有质量的物体,哪怕是一个质量极小的粒子,其速度接近光速时,质量会变得极大,要想再加速就极困难了,如果其质量无限大,而加速质量无限大的物质时需要无限大的能量,这是不可能的。

这里我就要问了,速度的增加与质量的增加是不是同时,还是有先有后。也许我们只要不断地产生并消耗那一部分质量就可以得到一种高速加速的方式。

我们真的不能超越光速吗,我们姑且不考虑光在可测时空中的平均速度不变的正确性。

如果说我们不是让本身的速度增加,而是让时空推着我们走,让当地的时空坐标产生推移从而看起来比光的传播速度更快。这就是时空泡泡。与之相对应的还有虫洞理论,说的是通过负能量创造弯曲时空,建立一个捷径。但是,我们可以想啊,负能量到底何德何能,它竟然可以创造弯曲时空,还可以维持弯曲的存在!这是科学家们没有给我解答的!毕竟负能量的能力也只是在麦克斯韦方程式中得到的解。

而且,敝人认为,即使造出了弯曲的时空,我们也没有办法超光速!因为那里的时空密度已经改变,用我们平直的时空尺已经没办法测量,我们想要穿越,就一定要进入,一旦进入,我们就要服从那里的规律,必须用到弯曲的时空尺!纵然在平直的时空中观察只有1米,可是弯曲了一光年的长度,于是即使我们以光速行进,还是要一年才能走完!

而且,针对时空泡泡的假设,个人非常地不喜欢。因为如果想让时空“推”着飞船行进的话,那就说明飞船和时空是相互排斥的。至少它们之间不太融洽!如果让另一个时空或者某种与时空不相容的东西包裹着飞船从而使飞船和该时空互斥,倒是可以利用时空的趋向平直的特性(前拉后推得特性)使得另一宇宙空间或者与时空不相容的东西的包裹下的飞船超光速行进。

而且个人认为,弯曲时空还存在一个很严重的问题,一旦时空过于弯曲,使局部的空间产生叠加,这是一种什么样的状态,我们谁也不得而知!也许时空从这一点开始崩溃?也许从这一点开始融合,新的秩序被建立并向周围蔓延开来?

第三章时间量子性的猜想

再者,由于本人的一些天马行空的猜想,并不看好连续的宇宙这一观念!

从哪里说起呢?就先谈谈兔子和乌龟的问题吧。

兔子比乌龟跑得快,可是根据连续时空的可以无限分割的特点,我们发现兔子却永远也追不上跑在前面的乌龟!这是为什么呢?理论中的一个悖论,在现实中却不存在?为什么?

我想大概是因为时间的不连续性吧(时间具有量子性),这只是敝人的一点点小小猜测罢了。毕竟应用这个假设,可以很好地解释以上的悖论!下面我将较具体地分析下时间量子性特点。

如果时空是非连续性的,那么瞬移就是物质自然的运动方式。瞬移到的下一瞬间的你就是上一瞬间的你运动之后的结果。

如果不连续存在,非连续运动本来就是物质运动的唯一形式,所谓的连续运动,在事实上根本不存在。

在试验中无法观测到不连续性,在逻辑上,我们也可能无法理解,一个非连续的空间和时间的存在。这是由于我们本身也被限制在了不连续的时空中吗,而我们的思维活动也是受到了非连续时空的约束,思维过程本身也许就是一个非连续的过程。(我们被分裂的时空分裂成多块,世界以及各种的度量尺都被分裂)举个不是太恰当的例子,看电影。事实上,我们知道,电影画面是非连续的,由一幅幅静止的图象构成,我们之所以认为它是连续不断的,仅仅是因为我们无法察觉而已。同理我们无法察觉这个时空之外的东西,或者说是割裂时空的裂缝以及裂缝里的物质,不,也许不能称之为物质了!

上面描述了我对时空不连续性的猜测以及假象。基于连续时空下的近代相对论以及各门各派的物理学术研究也许会因为这一个不连续性而变得面目全非。我不敢狂妄自大地说明我的理论的正确,在这里,只是简单地陈述下我的理解罢了,希望能够得到学术界的微薄支持吧。

第三章题解

第三章题解 电子的能量分别为10eV ,100 eV ,1000 eV 时,试计算相应的德布罗意波长。 解:依计算电子能量和电子波长对应的公式 电子的能量 由德布罗意波长公式 3-2 设光子和电子的波长均为,试问:(1)光子的动量与电子的动量之比是多少 (2)光子的动能与电子的动能之比是多少 解:(1p 光子:p 电子=1:1 (2)由 光子动能与波长的对应的关系 电子动能与波长的关系 则知 3-3 若一个电子的动能等于它的静止能量,试求:(1)该电子的速度为多大(2)其相应的德布罗意波长是多少 解: (1)依题意,相对论给出的运动物体的动能表达式是: 2 mc E = 2 0c m E E k +=

2 022c m mc = 2m m = 2 2021m c v m m =-= 411 2 2=-c v 22 141c v -= 22 43c v = 所以 0.866c c 43v ≈= (2) 根据电子波长的计算公式: 0.001715nm eV 105111.226nm ) (1.226nm 3=?= = eV E k λ 3-4 把热中子窄束射到晶体上,由布喇格衍射图样可以求得热中子的能量.若晶体的两相邻布喇格面间距为,一级布喇格掠射角(入射束与布喇格面之间的夹角)为30°,试求这些热中子的能量. 解:根据布喇格衍射公式 nλ=dsinθ λ=dsinθ=×sin30°nm= nm λ= 2 21.226nm ()13.622eV 185.56eV k E λ === 3-5 电子显微镜中所用加速电压一般都很高,电子被加速后的速度很大,因而必须考虑相对论修正.试证明:电子的德布罗意波长与加速电压的关系应为: 式中Vr=V(1+×10-6V),称为相对论修正电压,其中电子加速电压V 的单位是伏特. 分析:考虑德布罗意波长,考虑相对论情况质量能量修正,联系德布罗意关系式和相对论能量关系式,求出相对论下P 即

第三章答案

3-1 电子的能量分别为10eV ,100 eV ,1000 eV 时,试计算相应的德布罗意波长。 解:依计算电子能量和电子波长对应的公式 nm E 2261.= λ nm nm 3880 10.== λ 1.226 nm nm 0.1226100 1.2262== λ nm nm 0.03881000 1.2263== λ 3-2 设光子和电子的波长均为0.4nm ,试问:(1)光子的动量与电子的动量之比是多少? (2)光子的动能与电子的动能之比是多少? 解:(1)由p h =λ 可知 光子的动量等于电子的动量,即p 光子:p 电子=1: 1 (2)由 光子动能与波长的对应的关系 nm KeV E ) (光子光子 1.24= λ 电子动能与波长的关系 nm E 电子 电子 1.226= λ nm E )( 电子 电子λ= 1.226 则知 96294 0..31.226 101.242 3 =??= 电子 光子E E 第三章3题解 3-3 若一个电子的动能等于它的静止能量,试求:(1)该电子的速度为多大?(2)其相应的德布罗意波长是多少? 解: (1)依题意,相对论给出的运动物体的动能表达式是: )111( c m c v c m E k =-- = 所以 1 =-- 1)11( 2 2c v 0.866c c 4 3 v ≈= (2) 根据电子波长的计算公式:

0.001715nm eV 105111.226nm ) (1.226nm 3 =?= = eV E k λ 3-4 把热中子窄束射到晶体上,由布喇格衍射图样可以求得热中子的能量.若晶体的两相邻布喇格面间距为0.18nm ,一级布喇格掠射角(入射束与布喇格面之间的夹角)为30°,s 试求这些热中子的能量. 第三章 练习5,6 3-5 电子显微镜中所用加速电压一般都很高,电子被加速后的速度很大,因而必须考虑相对论修正.试证明:电子的德布罗意波长与加速电压的关系应为: nm 226.1r V = λ 式中Vr =V (1+0.978×10-6),称为相对论修正电压,其中电子加速电压V 的单位是伏特. 3-6 (1)试证明:一个粒子的康普顿波长与其德布罗意波长之比等于 1-??? ? ??E E 式中E o 和E 分别是粒子的静止能量和运动粒子的总能量.(康普顿波长λ c =h /mc ,m 为粒子静止质量,其意义在第六章中讨论) (2)当电子的动能为何值时,它的德布罗意波长等于它的康普顿波长? 第三章7,8题参考答案 3-7 3-7 一原子的激发态发射波长为600nm 的光谱线,测得波 长的精度为 10 - =λ λ?,试问该原子态的寿命为多长? 解: λ =ν=c h h E λ λ?=?hc E 2 ≥ ??E t s c hc E t 10 6110 3143410 10 600422- - ?=?????= λ?λπλ = λ ?λ?λ= ?≥ ?.. 3-8 一个电子被禁闭在线度为10fm 的区域中,这正是原子核线度的数量级,试计算它的最小动能. 解: 2 ≥ ??x p x 粒子被束缚在线度为r 的范围内,即Δx = r 那么粒子的动量必定有一个不确定度,它至少为:x 2?≥? x p ∵ ])[(x x x p p p -=? 0=x p ∴ 平均平均 )() (3 1p p x = ?

大学物理(湖大版)第3章相对论答案

第三章 狭义相对论 P143. 3.1 地球虽有自转,但仍可看成一较好的惯性参考系,设在地球赤道和地球某一极(例如南极)上分别放置两个性质完全相同的钟,且这两只钟从地球诞生的那一天便存在.如果地球从形成到现在是50亿年,请问那两只钟指示的时间差是多少? [解答]地球的半径约为 R = 6400千米 = 6.4×106(m), 自转一圈的时间是 T = 24×60×60(s) = 8.64×104 (s), 赤道上钟的线速度为 v = 2πR/T = 4.652×102(m·s -1). 将地球看成一个良好的参考系,在南极上看赤道上的钟做匀速直线运动,在赤道上看 南极的钟做反向的匀速直线运动. 南极和赤道上的钟分别用A 和B 表示,南极参考系取为S ,赤道参考系取为S'.A 钟指示S 系中的本征时,同时指示了B 钟的运动时间,因此又指示S'系的运动时.同理,B 钟指示S'系中的本征时,同时指示了A 钟的反向运动时间,因此又指示S 系的运动时. 方法一:以S 系为准.在S 系中,A 钟指示B 钟的运动时间,即运动时 Δt = 50×108×365×24×60×60 = 1.5768×1016(s). B 钟在S'中的位置不变的,指示着自己的本征时Δt'.A 钟的运动时Δt 和B 钟的本征时Δt' 之间的关系为 t '?= , 可求得B 钟的本征时为 2 1[1()]2v t t c '?=?≈- ?, 因此时间差为 2 1()2v t t t c '?-?≈ ?= 1.898×105(s). 在南极上看,赤道上的钟变慢了. 方法二:以S'系为准.在S'系中,B 钟指示A 钟的反向运动时间,即运动时 Δt' = 50×108×365×24×60×60 = 1.5768×1016(s). A 钟在S 中的位置不变的,指示着自己的本征时Δt . B 钟的运动时Δt'和A 钟的本征时Δt 之间的关系为 t '?= , 可求得A 钟的本征时为 2 1[1()]2v t t t c '?=?≈- ?, 因此时间差为

广义相对论_第3章

第三章仿射空间中的张量分析 任何物理量通常都可以用一组数来表示,这组数的值一般与坐标的选择有关,研究这组数与坐标变换的关系导致了张量的概念。我们对三维空间中矢量的概念已经十分熟悉,矢量可以表示力、速度、加速度、动量等等,它通常可以用一组数(3个代数值)表示,并且随着坐标的变化而变化。然而即使这组数本身随坐标变化了,矢量本身却还是恒定的。张量的概念可以看作是三维空间中矢量的概念在任意维空间中的推广,是比矢量还要复杂的一种客观存在的物理量的数学表示。借助于张量,广义相对论可以把物理规律表达为看起来简单的张量方程,使它在任一种坐标下具有相同的形式。本章我们将在仿射空间中建立张量的定义和运算,并利用它来讨论空间的几何性质。 狭义相对论的四维Minkowski时空中,最常用的一种坐标变换就是代表惯性系之间关系的洛仑兹变换。从数学的角度来说,洛仑兹变换是一种最简单的线性正交变换,其变换矩阵不依赖于空间点而变化,矩阵元是常数。然而,广义相对论中由于时空的弯曲,一般不再能够找到如此简单的覆盖全时空的坐标变换。通常的坐标变换矩阵都是空间点的函数,当然一般也就不再满足线性、正交的条件。本章从数学的角度讨论一般的坐标变换下,张量的定义和性质。

3.1 n 维仿射空间中的张量 虽然相对论所借助的空间通常是四维的,但本章所讨论的数学对任意维数n 都适用,是更加宽泛的、一般性的张量理论。 n 维空间中的点,在某个已经给定的坐标系中可以用n 个数构成 的数组来描述,这组数叫做该点的坐标 ).,,,(21n x x x x =μ (3-1-1) 同一空间中坐标的选取方式是任意的和多种多样的,两组坐标μx 与 μx ~(μ取1至n )的联系叫坐标变换 ),(~~νμμx x x = (3-1-2) 上式中的νx 和μx ~分别代表两套坐标下的两个数组。从(3-1-2)式可导出任一点的坐标微分的变换公式 ,~~ααμμdx x x x d ??= (3-1-3) 式中对重复指标α自动求和,这叫爱因斯坦求和约定,本书中将始终采用这约定。坐标微分的变换实际上反映了该点邻近点的坐标变换,从(3-1-3)可以看出这个变换是线性的,但变换矩阵随不同点而不同。由于表达物理量的张量也是定义在某一空间点上的,所以坐标微分的变换式(3-1-3)是引入张量概念的基础。 当变换矩阵满足 ,0~det ∞≠??或αμ x x (3-1-4) 则坐标微分的逆变换存在,变换公式为

第3章相对论习题参考答案

3.1迈克耳孙-莫雷实验的结果说明了什么? 3.2狭义相对论的基本原理是什么? 3-3已知S'系相对于S系以-0.80c的速度沿公共轴x、x '运动,以两坐标原点相重合时为计时零点。现在S'系中有一闪光装置,位于x' = 10.0 km,y' = 2.5 km,z' = 1.6 km处,在t'= 4.5?10-5 s时发出闪光。求此闪光在S系的时空坐标。 解已知闪光信号发生在s'系的时空坐标,求在s系中的时空坐标,所以应该将洛伦兹正变换公式中带撇量换成不带撇量,不带撇量换成带撇量,而成为下面的形式 , , , . 将、和代入以上各式,就可以求得闪光信号在s系中的时空坐标: , , , . 3-4已知S'系相对于S系以0.60c的速率沿公共轴x、x'运动,以两坐标原点相重合时为计时零点。S系中的观察者测得光信号A的时空坐标为x= 56 m,t= 2.1?10-7 s,S '系的观察者测得光信号B的时空坐标为x'= 31 m,t'= 2.0?10-7 s。试计算这两个光信号分别由观察者S、S '测出的时间间隔和空间间隔。 解在s系中: '' 83.75m B x== 空间间隔为 27.75m B A x x x ?=-=

73.310s B t -==? 时间间隔为 -71.210s B A t t t ?=-=? 在s '系中: ' 22.75m A x == 空间间隔为 '''8.25m B A x x x ?=-= ' 71.22510s A t -==? 时间间隔为 ''-8'7.7510s B A t t t ?=-=? 3-5 以0.80c 的速率相对于地球飞行的火箭,向正前方发射一束光子,试分别按照经典理论和狭义相对论计算光子相对于地球的运动速率。 解 按照经典理论,光子相对于地球的运动速率为 0.8 1.8u c c c =+= 按照狭义相对论,光子相对于地球的运动速率为 22'0.8 1.81'10.8 1.8 u v c c c u c u v c c c c ++====++? 3-6 航天飞机以0.60c 的速率相对于地球飞行,驾驶员忽然从仪器中发现一火箭正从后方射来,并从仪器中测得火箭接近自己的速率为0.50c 。试求: (1)火箭相对于地球的速率; (2)航天飞机相对于火箭的速率。 解 (1)火箭相对于地球的速率 2'0.50.6110.851'10.313 u v c c u c vu c ++===≈++ .(2)航天飞机相对于火箭的速率为 0.50c 。 3-7 在以0.50c 相对于地球飞行的宇宙飞船上进行某实验,实验时仪器向飞船的正前方发射电子束,同时又向飞船的正后方发射光子束。已知电子相对于飞船的速率为0.70c 。试求:

第3章-狭义相对论练习册答案

第3章 狭义相对论 一、选择题 1(B),2(C),3(C),4(C),5(B),6(D),7(C),8(D),9(D),10(C) 二、填空题 (1). c (2). 4.33×10-8s (3). x /v , 2)/(1)/(c x v v -? (4). c (5). 0.99c (6). 0.99c (7). 8.89×10-8 s (8). c 32 1 (9). 2/3c =v ,2/3c =v (10). 9×1016 J, 1.5×1017 J 三、计算题 1. 在K 惯性系中观测到相距x = 9×108 m 的两地点相隔t =5 s 发生两事件,而在相对于K 系沿x 方向以匀速度运动的K '系中发现此两事件恰好发生在同一地点.试求在K '系中此两事件的时间间隔. 解:设两系的相对速度为v , 根据洛仑兹变换, 对于两事件,有 2)/(1c t x x v v -'+'= ??? 22)/(1(c x )/c t t v v -' +'=??? 由题意: 0='?x 可得 x = v t 及 2)/(1c t t v -' =??, 由上两式可得 2)/(1c t t v -='??2/122))/()((c x t ??-== 4 s 2.在K 惯性系中,相距x = 5×106 m 的两个地方发生两事件,时间间隔t = 10-2 s ;而在 相对于K 系沿正x 方向匀速运动的K '系中观测到这两事件却是同时发生的.试计算在K '系中发生这两事件的地点间的距离x '是多少? 解:设两系的相对速度为v .根据洛仑兹变换, 对于两事件,有 2)/(1c t x x v v -' +'=???

原子核物理第三章课后习题答案

原子核物理第三章课后习题答案

3-3. 60Co 是重要的医用放射性同位素,半衰期为5.26年,试问1g 60Co 的放射性强度?100mCi 的钴源中有多少质量60Co ? 解:放射性强度公式为: 000.693,==t t A dN m A N e N N N e N N dt T M λλλλλ--=- ===其中,,,T 为半衰期,0A 231330.6930.6931 6.022*******.2636524360059.93384.1977810/1.13510t dN m A N e N N dt T M Ci λλλ-∴=- ===?=?????≈?≈?次秒 其中103.710/i C =?次核衰变秒, 1039100 3.71010/i mC -=????10010=3.7次核衰变秒,利用公式 00.693t A dN m A N e N N dt T M λλλ-=- ===,可知2390.6930.693 6.022*********.2636524360059.9338 A m m A N T M ==??=???? 3.7 解可得,-58.8141088.14m g g μ=?= 3-5用氘轰击55Mn 可生成β-放射性核素56Mn ,56Mn 的产生率为 8510/s ?,已知56Mn 的半衰期2.579h,试计算轰击10小时后,所生成 的56Mn 的放射性强度。 解:利用放射性强度公式 /(1)(12),P t t T A N P e P λλ--==-=-其中为核素的产生率。 可知生成的56 Mn 的放射性强度为: /810/2.57988(12)510(12) 4.6610 4.6610t T A P Bq --=-=??-≈??次核衰变/秒=。 3-6已知镭的半衰期为1620a ,从沥青油矿和其他矿物中的放射性核

物理答案第三章

第三章相对论 3-1有下列几种说法: (1)两个相互作用的粒子系统对某一惯性系满足动量守恒,对另一个惯性系来 说,其动量不一定守恒; (2)在真空中,光的速度与光的频率、光源的运动状态无关; (3)在任何惯性系中,光在真空中沿任何方向的传播速度都相同。 上述说法中正确的是( ) A.只有(1)、(2)是正确的 B. 只有(1)、(3)是正确的 C. 只有(2)、(3)是正确的 D.三种说法都是正确的 3-2按照相对论的时空观,判断下列叙述中正确的是( ) A. 在一个惯性系中,两个同时的事件,在另一惯性系中一定是同时事件; B. 在一个惯性系中,两个同时的事件,在另一惯性系中一定是不同时事件; C. 在一个惯性系中,两个同时又同地的事件,在另一惯性系中一定是同时同地事件; D. 在一个惯性系中,两个同时不同地的事件,在另一惯性系中只可能同时不同地; E. 在一个惯性系中,两个同时不同地事件,在另一惯性系中只可能同地不同时。 3-3有一细棒固定在S '系中,它与x O '轴的夹角 60='θ,如果S '系以速度u 沿Ox 方向相对于S 系运动,S 系中观察者测得细棒与Ox 轴的夹角( ) A. 等于 60 B. 大于 60 C. 小于 60 D. 当S '系沿Ox 正方向运动时大于 60,而当S '系沿Ox 负方向运动时小于 60 3-4一飞船的固有长度为L ,相对于地面以速度1v 作匀速直线运动,从飞船中的后端向飞船中的前端的一个靶子发射一颗相对于飞船的速度为2v 的子弹,在飞船上测得子弹从射出到击中靶的时间间隔是( )(c 表示真空中光速) A. 21v v L + B. 21v v L - C. 2v L D. 211) /(1c v v L - 3-5设有两个参考系S 和S ',他们的原点在0=t 和0='t 时重合在一起,有一事件,在S '系中发生在8100.8-?='t s ,60='x m ,0='y ,0='z 处,若S '系相对于S 系以速率c v 6.0=沿x x '轴运动,问该事件在S 系中的时空坐标各为多少? 解:由洛仑兹变换公式可得该事件在S 系的时空坐标分别为:

练习册-第3章《狭义相对论》答案

第3章 狭义相对论 一、选择题 1(B),2(C),3(C),4(B),5(B),6(D),7(C),10(D),11(D),12(C) 二、填空题 (1). c (2). 4.33×10-8s (3). ?x /v , 2)/(1)/(c x v v -? (4). c (5). 0.99c (6). 0.99c (7). 8.89×10-8 s (8). c 32 1 (9). 5.8×10-13, 8.04×10- 2 (10). lS m , lS m 925 三、计算题 1.在惯性系K 中,有两个事件同时发生在 x 轴上相距1000 m 的两点,而在另一惯性系K ′ (沿x 轴方向相对于K系运动)中测得这两个事件发生的地点相距2000 m .求在K '系中测得这两个事件的时间间隔. 解:根据洛仑兹变换公式: 2 )(1/c t x x v v --= ' ,2 2) (1//c c x t t v v --= ' 可得 2 2 22 ) (1/c t x x v v --=' ,2 111 ) (1/c t x x v v --=' 在K 系,两事件同时发生,t 1 = t 2,则 2 1212 ) (1/c x x x x v --='-' , ∴ 2 1 )/()()/(112 122='-'-=-x x x x c v 解得 2/3c = v . 在K ′系上述两事件不同时发生,设分别发生于1 t '和 2t '时刻, 则 2 2111 ) (1//c c x t t v v --=',2 2222 ) (1//c c x t t v v --=' 由此得 2 2 1221 )(1/)(/c c x x t t v v --='-'=5.77×10- 6 s 2.在K 惯性系中,相距?x = 5×106 m 的两个地方发生两事件,时间间隔?t = 10-2 s ;而在相对于K 系沿正x 方向匀速运动的K '系中观测到这两事件却是同时发生的.试计算在K '系

第3章狭义相对论

《第3章狭义相对论》 一 选择题 1. 在狭义相对论中,下列说法中哪些是正确的? (1) 一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速. (2) 质量、长度、时间的测量结果都是随物体与观察者的相对运动状态而改变的. (3) 在一惯性系中发生于同一时刻,不同地点的两个事件在其他一切惯性系中也是同时发生的. (4)惯性系中的观察者观察一个与他作匀速相对运动的时钟时,会看到这时钟比与他相对静止的相同的时钟走得慢些. (A) (1),(3),(4). (B) (1),(2),(4). (C) (1),(2),(3). (D) (2),(3),(4). [B ] 参考解答: 在狭义相对论中,根据洛仑兹变换物体运动速度有上限,即不能大于真空中的光速;质量、长度、时间都是相对的,其测量结果取决于物体与观察者的相对运动状态,有动尺收缩和运钟膨胀的相对论效应。 2. 关于同时性的以下结论中,正确的是 (A) 在一惯性系同时发生的两个事件,在另一惯性系一定不同时发生. (B) 在一惯性系不同地点同时发生的两个事件,在另一惯性系一定同时发生. (C) 在一惯性系同一地点同时发生的两个事件,在另一惯性系一定同时发生. (D) 在一惯性系不同地点不同时发生的两个事件,在另一惯性系一定不同时发生. [ C ] 参考解答: 如果S 系和S '系是相对于运动的两个惯性系。设在S '系中同一地点、同一 时刻发生了两个事件,即0,01212 ='-'='?='-'='?t t t x x x . 将上述已知条件代入下面的洛仑兹坐标变换式中 2 2122 12 1)(c x x c t t t t v v - '-'+ '?= -=? 则可得 012=-=?t t t ,说明在S 系中也是同时发生的。 这就是说,在同一地点,同一时刻发生的两个事件,在任何其他参考系中观察观测也必然是同时发生。 3. 两只相对运动的标准时钟A 和B ,从A 所在惯性系观察,哪个钟走得更快?从B 所在惯性系观察,又是如何呢?有以下一些说法: (1) 从A 所在惯性系观察,A 钟走得更快. (2) 从A 所在惯性系观察,B 钟走得更快. (3) 从A 所在惯性系观察,A 钟走得更快;从B 所在惯性系观察,B 钟走得更快. (4) 从A 所在惯性系观察,B 钟走得更快;从B 所在惯性系观察,A 钟走得更快.

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