大學物理馬文蔚第五版下冊第十四章課后答案

1、第十四章第十四章相對論14－1下列說法中(1)兩個相互作用的粒子系統(tǒng)對某一慣性系滿足動量守恒，對另一個慣性系來說，其動量不一定守恒；(2)在真空中，光的速度與光的頻率、光源的運動狀態(tài)無關(guān)；(3)在任何慣性系中，光在真空中沿任何方向的傳播速率都相同.其中哪些說法是正確的？()(A)只有(1)、(2)是正確的(B)只有(1)、(3)是正確的(C)只有(2)、(3)是正確的(D)三種說法都是正確的分析與解分析與解物理相對性原理和光速不變原理是

2、相對論的基礎(chǔ).前者是理論基礎(chǔ)，后者是實驗基礎(chǔ).按照這兩個原理，任何物理規(guī)律(含題述動量守恒定律)對某一慣性系成立，對另一慣性系也同樣成立.而光在真空中的速度與光源頻率和運動狀態(tài)無關(guān)，從任何慣性系(相對光源靜止還是運動)測得光速均為3108ms1.迄今為止，還沒有實驗能推翻這一事實.由此可見，(2)(3)說法是正確的，故選(C).14－2按照相對論的時空觀，判斷下列敘述中正確的是()(A)在一個慣性系中兩個同時的事件，在另一慣性系中一定是

3、同時事件(B)在一個慣性系中兩個同時的事件，在另一慣性系中一定是不同時事件(C)在一個慣性系中兩個同時又同地的事件，在另一慣性系中一定是同時同地事件(D)在一個慣性系中兩個同時不同地的事件，在另一慣性系中只可能同時不同地(Ｅ)在一個慣性系中兩個同時不同地事件，在另一慣性系中只可能同地不同時分析與解分析與解設(shè)在慣性系Ｓ中發(fā)生兩個事件，其時間和空間間隔分別為Δt和Δx，按照洛倫茲坐標變換，在Ｓ′系中測得兩事件時間和空間間隔分別為和221ΔΔ

4、Δβxctt????v21ΔΔΔβtxx????v討論上述兩式，可對題述幾種說法的正確性予以判斷：說法(A)(B)是不正確的，這是因為在一個慣性系(如Ｓ系)發(fā)生的同時(Δt＝0)事件，在另一個慣性系(如Ｓ′系)中是否同時有兩種可能，這取決于那兩個事件在Ｓ系中發(fā)生的地點是同地(Δx＝0)還是不同地(Δx≠0).說法(D)(Ｅ)也是不正確的，由上述兩式可知：在Ｓ系發(fā)生兩個同時(Δt＝0)不同地(Δx≠0)事件，在Ｓ′系中一定是既不同時(Δt

5、′≠0)也不同地(Δx′≠0)，但是在Ｓ系中的兩個同時同地事(2)同理，第二個事件發(fā)生的時刻為s105.31722222???????cxctt2vv所以，在Ｓ′系中兩事件的時間間隔為s1025.2Δ712????????ttt14－6設(shè)有兩個參考系Ｓ和Ｓ′，它們的原點在t＝0和t′＝0時重合在一起.有一事件，在Ｓ′系中發(fā)生在t′＝8.010－8s，x′＝60m，y′＝0，z′＝0處若Ｓ′系相對于Ｓ系以速率v＝0.6c沿xx′軸運動，問

6、該事件在Ｓ系中的時空坐標各為多少？分析分析本題可直接由洛倫茲逆變換將該事件從Ｓ′系轉(zhuǎn)換到Ｓ系.解由洛倫茲逆變換得該事件在Ｓ系的時空坐標分別為m9312??????ctxx2vvy＝y(tǒng)′＝0z＝z′＝0s105.21722????????cxctt2vv14－7一列火車長0.30km(火車上觀察者測得)，以100kmh1的速度行駛，地面上觀察者發(fā)現(xiàn)有兩個閃電同時擊中火車的前后兩端.問火車上的觀察者測得兩閃電擊中火車前后兩端的時間間隔為多少

7、？分析分析首先應確定參考系，如設(shè)地面為Ｓ系，火車為Ｓ′系，把兩閃電擊中火車前后端視為兩個事件(即兩組不同的時空坐標).地面觀察者看到兩閃電同時擊中，即兩閃電在Ｓ系中的時間間隔Δt＝t2－t1＝0.火車的長度是相對火車靜止的觀察者測得的長度(注：物體長度在不指明觀察者的情況下，均指相對其靜止參考系測得的長度)，即兩事件在Ｓ′系中的空間間隔Δx′＝x′2－x′1＝0.30103m.Ｓ′系相對Ｓ系的速度即為火車速度(對初學者來說，完成上述基本