- 狭义相对论的时空观 - 时间的相对性 - 亚里士多德的时间观念 - 时间是运动的技术 - 时间使得运动测量成为可能 - 牛顿的绝对时空观 - 时间和空间是绝对且恒定的 - 不随物质状态改变而变化 - 爱因斯坦的狭义相对论 - 驳斥牛顿的绝对时空观 - 将时间与空间联系在一起 - 基于两条基本原理 - 相对性原理 - 物理规律在所有惯性系中相同 - 惯性系定义:地球及相对静止或匀速直线运动的参考系 - 光速不变原理 - 光速不随参考系选择改变 - 光速始终为定值C - 时间延缓效应 - 小车模型分析 - 车内观察者测量时间间隔 - 同地事件,时间为原时Delta T0 - 车外观察者测量时间间隔 - 异地事件,时间为非原时Delta T - Delta T > Delta T0 - 结论公式 - Delta T = Delta T0 / 根号下(1 - v^2/c^2) - 动钟变慢效应 - 应用实例 - 足球比赛时间测量 - 地面测量为原时 - 宇航员测量时间延长 - 低速下效应不明显,高速下显著 - 光速旅行假想 - 保罗光速旅行案例 - 时间延缓效应显著 - 生物钟变慢导致衰老减缓 - 实验验证 - 粒子物理实验支持 - 宏观时钟实验(1977年) - 飞机上原子钟比地面慢59纳秒 - 验证狭义相对论正确性 - 飞行长寿假设 - 飞行一秒钟延长生命1.5×10^-15秒 - 一生飞行80年仅延长400微秒 - 总结与展望 - 时间间隔测量是相对的 - 时间延缓效应体现狭义相对论核心思想 - 下节课讨论空间相对性问题 - 狭义相对论揭示全新时空观 - 超越直观感受但被实验验证 - 现代物理学方法论的精髓