补充例题3
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例3.惯性系S 和S ’为约定系统,u =0.90c 。
在S ’系的x ’
轴上先后发生两个事件,其空间距离为1.0´102m ,时
间间隔为1.0´10-6s 。
求在S 系中观察到的时间间隔和空间间隔。
解:在这个约定系统中,S ’系沿S 系x 轴正向以0.90c 的速度运动。
在S ’系中发生的事件既不同时也不同地,故不能按长度收缩和时间膨胀来处理。
而应按洛仑兹
变换来求解。
已知量为、和u 。
12t t ¢-¢12x x ¢-¢根据洛仑兹变换有
)(111t u x x ¢+¢=g )
(222t u x x ¢+¢=g )
()(121212t t u x x x x ¢-¢+¢-¢=-g g
例4. 地球上的观察者发现一只以速率0.60c 向东航行的宇宙飞船将在5s 后同一个以速率0.80c 向西飞行的彗星碰撞。
(1)飞船中的人们看到彗星以多大速率向他们接近。
(2)按照他们的钟,还有多少时间允许他们离开原来航线避免碰撞。
x
y x ’y ’c 6.0O O ’
c
8.0-事件1x
y
x ’y ’c
6.0O
O ’事件2
提示:
(2) t =0时,O 、O ’重合作为事件1。
t =5s 时,飞船和彗星相撞作为事
件2。
这两个事件在S ’系(飞船参照系)中同地发生,因此其时间间隔为原时,比5s 要短。
用时间膨胀公式可得。
s 4'=D t (1)用速度变换公式。
-0.946c
例6. 飞船以速度u= 3c/5 飞离地球,它发射一个无线电信号,经地球反射, 40s 后飞船才收到返回信号。
飞船发射信号时、信号被地球反射时、飞船接收到信号时,分别从飞船、地球上测量,飞船离地球有多远?
S'
O 'O S
O S O S
O O'
S'O'
S'
O'
S'
S
S
x O O'
S'
O'
S'
O'
S' 10c
16c
40c
S'
O'
x' O
S
O
S
O
S
8c
20c
32c
原长
原长
原长。