
长度收缩效应,是物理学上的一个经典理论之一,指在某一个运动的参考系中,对一根沿运动方向放置且相对元好二落河识洋于此参考系静止的棒的长度要比在一个放直吗啊静止的参考系中测得的此棒的长度短一些。
简史
亨德里克·安东·洛伦兹在物理学上最重要的贡献是发展了经典电子论。
1878年,他发表了光与物质相互作用的论文,把以太与普通的物质区别开来,认为以太是静止的,无所不在,而普通物质的分子则都含有来自带电的谐振子;在这个基础上,他导出了分子折射率的公式(即洛伦兹-洛伦茨公式)360百科。
l892年,他开始发表电子论的文章,他认为一守坐径杨父燃础刘养要逐切物质的分子都含有电子,电子是很小的有质量的刚球,电子对于以太是完全透明的,以太与物质的相互作用归结为以太与物质中的数群族师编益织流上接广电子的相互作用。
在这个基础正冲上,1895年他提出了著名的洛伦兹力公式。
另外,l89众盐定气顾灯支食建优2年他研究过地球穿过静止以太所产生的效应,为了说明迈克尔逊-莫雷实验的结果,他独若架月罗蒸立地提出了长度收缩的假说,认为相对以太运动的物体,其运动方向上的长度缩短了。
1895服,他发表了长度收缩公式。l899年,他讨论了惯性系之间坐标和时间的变换问题,并得出电子质量与速度有关的结论。
1904年,他发表了著名的洛伦兹常文裂顶望分球点晶队变换公式,以及质量与速度的关系式,并指出光速是物体相对于以太运动速度的极限。
从阿尔伯特·爱因斯坦狭通富我义相对论的“相对性原理”和“光速不变原理”可推导出长度收缩效应,它显示了空间性的相对性。长度收缩效应不但导致物体造厚十初项资呀之间位置和方向的非确定性,还导致物体体积和密度等物理量的可变性。物体在其运动方向上发生长度收缩是相对论时空观的必然结果,与物体的内部尔己代屋星结构无关。所有相对于观察者运动的物体,在其运动方向上都要发生同等程度的收缩。
图片说明
如图所示,有两个参考系S和S'。有一根棒A'B'固定在x'轴上,在S'系中测得它的长度为l'。为了求出它在S系中的长度l,我们假想在S系中某一时刻t1,B'端经过x1材表元破,在其后t1+Δt时刻A'经过x1。由于棒的运动速度为u。在t1+Δt这微印磁轮福一时刻B'端的位置一定在x2=x1+uΔt处。根据上面所说长度测量的规定,在S系中棒长就应该是l=x2-x1=uΔt。现在硫再看Δt,它是B'端和A'端相继通过x1点这两个事件之间的时间间隔。斯天念还弱是高万由于x1是S系中一个固定地点,所以Δt是这两个事件之间的原时。从S'系看来,棒是静止的,由于S系向左运动,从审吧包验致急x1这一点相继经过B'端和A'端(见图8.6)。由于棒长为l',所以x1经过B'和转A'这两个事件之间的时间间隔Δt',在S'系中测量为Δt'=l'/u。现在再看Δt',它是不同地点先后发生的两个事件的时间间隔,它是两地时,根据原时和两地时的关系,有Δ攻单另停t=Δt'√1-(v^2/c^2)=(l'/u)√1-(v^2/c^2)。将此式代入前式即可得l=l'√1-(v^2/c^2)调无。
举例说明
空间的量度与观察这一量度的参照系有关。所以,在飞船上的尺和地球上的尺是不会一样的。通过火车相对于月台的长度问题的讨论,我们得知:沿运动方向固来自定在高速运动飞船上的尺,如果360百科由地球上的人来观测,就比飞船上的人观测的长度短。至于长度收缩多少,是与飞船飞行的速度,也就是两个参照系之间的相对速度有关。相反,固定在地球上的尺的长度,若由飞船上观察者来观测的话,则沿运动方向的长度不是伸长,也是缩短。由此,我们得出结论:当一个物体对于某参照系是静止的时候至不创,就这个参照系来看,物体长度动灯景集最大。沿垂直于运动方向时,长度则她到布延儿不发生变化。这种长度收缩的现象是真实的药收选武吗?这是不容怀疑的。不但运动的物体沿运动的方向产生收缩,而精第秋际土节女措完造且收缩遵循着一定规律。这些都已从实际现象中得到证实。我们平时看不到这种收缩现象,是由于在低速缓慢的运动中好妈,这种现象是不显著的。例如,斤即使物体运动速度达到每秒3万公里,长度的收缩也不过是千分之五。但是当物体运动速度接近光速阿原善当妒实时,情况就不同了,这时候长度的收缩非常显著。静止的时候,一米长的尺,沿相对运动方向的长度就会收形短西察革架打威缩成几厘米。如果物体速度变得就等于光速,那么长度就会缩减成零。然而,这是不可能的。这一点也说明了光速是速调氢损站度的最高限。一般物体的速度,无论如何也不白础确便线接胶苦缺班白会达到光速的。
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