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这就是运动直尺长度收缩公式.需要注意,直尺的运动方向必须是它的长度方向.引申到一般物体的运动,应是物体中所有沿运动方向的线度均按(8.8)式缩短.运动速度越大,收缩后的线度越小,对于真实物体,零极限的线度是不可达的,因此速度可逼近c,但不能达到c.
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前文图8-7中,由S′系讨论S系中一个时钟因相对S′系运动其计时率的变慢.为了显示运动时钟计时率变慢的相对性,图8-13中改为从S系讨论S′系中一个时钟P因相对S系运动其计时率的变慢.P与S系中静止在x1处的时钟相遇时,两者读数分别记为,t1,P与S系中静止在x2处的时钟相遇时,两者读数分别记为,t2.S系认为两次相遇事件之间的物理过程,由S系两个静止时钟测得的时间间隔为
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图 8-13
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而由相对S系运动的一个时钟P测得的时间间隔为
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P是一个运动时钟,它在S′系的静止位置是恒定的,故有选择(8.6)第四式,可得
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即有
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这就是运动时钟计时率变慢公式.
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运动时钟计时率变慢既是相对的,更是真实的.相对性含义已有较多的阐述,至此应当强调的是真实性.时钟的计时通常由某个动力学系统经历的周期性物理过程来实现,时钟相对S系运动时,S系认为它的计时率变慢了,S系还认为其原因必定是该动力学系统经历的周期性物理过程真实地变慢了.弹簧振子静止在S系中它的往返运动周期若为1秒,此振子以相对S系匀速运动时,振子“感觉”到自己的往返运动时间仍是1秒,S系却真实地观察到它的往返运动周期变慢为1.25秒.任何一个动力学系统测量自身物理过程所经历的时间间隔,即是用一个相对它静止的时钟测得的时间间隔,这样的时间间隔称为本征时间间隔,或简称为本征时间.T静>T动也可形象地说成系统的本征时间间隔因系统相对观察者运动而膨胀或者说延缓,简称时间膨胀或时间延缓.
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例6 静止时为等边三角形的三角板,以匀速度v作高速运动,v与板面平行.已知运动使三角板成为等腰直角三角形,试求v.
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解 令原三角板沿着任意一条高的方向运动.设各边原长为a,高为如图8-14所示,运动时这条高的长为即有
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图 8-14
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得
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