高中物理竞赛专题：近代物理习题课(共37张PPT)

高中物理竞赛专题 之 近代物理经典例题 一、狭义相对论经典例题 例1、一个在实验室中以0.8c的速度运动的粒子，飞行3m后衰变完毕，则其静止时的衰变时间为多少？ 以粒子为S系，以实验室为S´系， 【考点一】时间膨胀与长度收缩公式 例2：如图，两相同直尺AB、A′B′分别静置于S系与S′系，S′系相对S系以速率βc（c为光速）沿+x方向作匀速直线运动。静止在A、B上的两个两个时钟的计时率调到一致，静止在A′、B′上的两个时钟的计时率也调到一致，当A与A′钟相遇时，两钟均调到零，当B与B′钟相遇时，两钟也调到零，设当A与A′ 相遇时，A发出光信号，已知B′接收到信号时， B′钟的读数为一个时间单位。试问：1、当B接收到该信号时，B钟的读数为多少时间单位；2、 若B′接收到该信号后，立即发出应答光信号，则a) A′接收到该信号时， A′钟的读数为多少时间单位；b) A接收到该信号时， A钟的读数为多少时间单位。 S x A′ S′ A B′ B S x A′ S′ A B′ B 解： S′系中：AB的长度 A与A′相遇(并发光)的时刻： 故B′收到此信号时B′钟的读数为 ① ② 1、当B接收到该信号时，B钟的读数为多少时间单位； S x A′ 解： S系中：A′B′长度 B与B′相遇的时刻： S′ A B′ B 故B接收到此光信号时B钟的读数为 2、在S′系中，光在 A′与B′之间往返一次所需的时间为 该时间在S系中为 S x A′ A B′ B 此时，A′与A相距 故A接收到此光信号时A钟的读数为 例1. 一飞船相对地球以0.8c 的速度飞行。飞船上的观察者利用一光脉冲从船尾传到船头测得飞船长为90m。试问：地球上的观察者测得光脉冲从船尾发出和到达船头两个事件的时空间隔各为多少？题中光脉冲如果是从船头到船尾，结果如何？ 解： 设地面为S系，飞船为S′系。 S′系： 由Lorentz变换，有 【考点二】洛仑兹坐标变换 光脉冲由前至后发射，仍以船头坐标为x2,则 例2、飞船以v=0.8c在中午飞经地球，飞船与地球的时钟都指示12:00。若飞船中时钟读数为12:30´时,飞船飞经一个相对地球静止的宇航站，并在此时向地球发一电报，求：1）此时宇航站时钟读数？ 2）在地球观察者观察，宇航站离地球多远？ 3）地球接到信号时，地球钟的读数？ 解： 以地球—宇航站系为S系，飞船为S´