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长度的收缩

时间:2022-08-23 百科知识 版权反馈
【摘要】:在伽利略变换中,两点之间的距离或物体的长度是不随惯性系而变的,即物体的长度是绝对的.而在洛伦兹变换下,长度的量度也与惯性系有关.设一刚性直杆沿x'轴静止放置于S'系中,对S'系来说,测量它的长度并不困难,只需要记下杆两端的坐标x'2和x'1,这两个坐标的差值L'=x'2-x'1即为杆的长度.我们把相对于物体静止的观察者测得的物体长度称为固有长度L0,这里L'=L0.相对于S系来说,该直杆以速度u沿

在伽利略变换中,两点之间的距离或物体的长度是不随惯性系而变的,即物体的长度是绝对的.而在洛伦兹变换下,长度的量度也与惯性系有关.

设一刚性直杆沿x'轴静止放置于S'系中,对S'系来说,测量它的长度并不困难,只需要记下杆两端的坐标x'2x'1,这两个坐标的差值L'x'2-x'1即为杆的长度.我们把相对于物体静止的观察者测得的物体长度称为固有长度L0,这里L'L0

相对于S系来说,该直杆以速度u沿x轴正向运动.对于S系的观察者来说,待测物体在运动,其长度必须是同时记录下来的物体两端位置之差.设在S系中同时记录下直杆两端的坐标是x1x2,则

Lx2-x1

由洛伦兹变换式

于是

由于x1x2是同时记录下的,故t1t2,所以

LL0

这就是说,对于相对运动速度较小的情况,长度可近似为一绝对量,与参考系无关.这再次表明,绝对空间概念只不过是相对论空间概念在低速情况下的近似.

需注意的是,发生在运动方向上的长度收缩效应是时空的属性,与物体的组成、结构及物质间的相互作用无关.

例13.3 设想有一光子火箭,相对地球以速率u=0.95c直线运动.以火箭为参考系测得火箭长度为15m.问以地球为参考系,此火箭有多长?

 由题意知,固有长度为L0=15m

所以

即从地球测得光子火箭的长度只有4.68米.

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