1、光学 相 对 论 简 介 相对论第十二章一、相对论(一)狭义相对论的基本假设1.狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是 的.2.光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是 的.注意：光速与光源的运动和观察者的运动无关.相同相同(二)狭义相对论的几个重要结论1.同时的相对性：在一个参考系中的两个同时事件，在另一个参考系中不一定是同时的.即“同时”是相对的.由于光速不变，即光速在任何惯性系中都是相同的，那么当另一惯性系的速度能够和光速相比时，同时性就是相对的.即在一个惯性系中同时发生的两个事件，在另一惯性系中就不一定是同时发生的.(而经典理论认为：同时发生的两个事件在任何参
2、考系中看来都不存在时间上的先后).2.时间间隔的相对性(“时间膨胀”或“钟慢效应”)某一过程发生于惯性系S中的某一固定地点，如果这一过程在S中经过的时间间隔为t，则在以速度v相对于S做匀速直线运动的惯性系S中用静止于其中的时钟计时观察，这一过程经历的时间间隔为t，且 .这一效应称为时间膨胀.(而经典理论认为：某两个事件的时间间隔在任何参考系，看来都是一样的).21ttvc,tt 3.长度的相对性(“长度收缩”或“尺缩效应”)：在相对于杆运动着的惯性系中沿运动方向测出的杆长L，比相对于杆静止的惯性参考系中测出的L短，即：(而经典理论认为：一定长度的物体在任何参考系中都是一 样的长).21vLLc
3、 4.质速关系当物体以速度为v运动时的质量为m，静止时的质量为m0，则有：m=.速度很大时，质量明显大于静止质量.5.质能关系质能方程：E=mc2=.2021m cvc 021mvc 二、量子论初步1.普朗克的量子说物质辐射(或吸收)的能量E只能是某一最小能量单位的整倍数.E=nE0(n=1,2,3,)辐射是由一份份的能量组成的，一份能量就是一个量子，量子的能量大小取决于辐射的频率，量子的能量 E0 与 频 率 成 正 比.E0=，式 中h=6.6310-34Js，称为普朗克常量.2.量子(化)：所谓量子或量子化，本质是 .不连续h 狭义相对论的问题如图12-3-1所示，在真空中强强乘飞行速度
4、为0.9c(c为光速)的宇宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为0.5c，强强向壮壮发出一束光进行联络，则壮壮观测到该光束的传播速度为()A.0.4c B.0.5cC.0.9c D.1.0c 根据狭义相对论理论，光速是不变的，在任何参考系中都是c，选D.图12-3-1变式训练1：如图12-3-2所示，考虑以下几个问题：图12-3-2(1)参考系O相对于参考系O静止时，人看到的光速应是多少？(2)参考系O相对于参考系O以速度v向右运动，人看到的光速应是多少？(3)参考系O相对于参考系O以速度v向左运动，人看到的光速又是多少？解析：根据狭义相对论理论，光速是不变的，所以三种情况下，人看到的速度都
5、应是c.1.(2010北京卷)属于狭义相对论基本假设的是：在不同的惯性系中()A真空中光速不变B时间间隔具有相对性C物体质量不变D物体的能量与质量成正比解析：狭义相对论的两条假设分别是：在任何惯性系中真空中的光速不变和一切物理规律相同A2.惯性系S中有一边长为L的正方形(如图A所示)，从相对S系以接近光速沿x轴方向匀速飞行的飞行器上观察得到该正方形的图像形状是()C3.如果你驾驶一艘飞船以接近于光速的速度朝一星体飞行，你可以根据下述哪些变化发觉自己是在运动()A你的质量在减少B你的心脏跳动在慢下来C你永远不能由自身的变化知道你是否在运动D你在变大C 4.1905年爱因斯坦提出了狭义相对论，狭义
6、相对论的出发点是以两条基本假设为前提的，这两条基本假设是()A同时的绝对性与同时的相对性B运动的时钟变慢与运动的尺子缩短C时间间隔的绝对性与空间距离的绝对性D相对性原理与光速不变原理D71 A.B.443 C.D45.cccccc 飞船以 的速度离开地球，从飞船上向地球发射一个光信号飞船上测得光离开的速度为，则在地球上测得的光速是（）D 6.(2010北京卷)太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少太阳每秒钟辐射出的能量约为41026J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近()A1036kgB1018kgC1013kgD109kg292628 24 10(3 10)10EmcEkmkgcgD=DD?D=?根据爱因斯坦质能方程得析：，解D
