时间延缓效应
时间延缓效应又叫做钟慢效应,一般来说,在一个相对我们做高速运动的惯性系中发生的物理过程,在我们看来,他所经历的时间比在这个惯性系中直接观察到的时间长。惯性系的速度越大,我们观察到的过程所经历的时间也就越长。
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基本信息
- 中文名
时间延缓效应
- 所属理论
狭义相对论
- 原理
时间间隔测量的相对性
- 提出者
阿尔伯特·爱因斯坦
- 类别
时空本身固有的性质
时间延缓效应
“同时性”具有相对性,那么时间间隔测量是否随惯性系的不同而不同,即也具有相对性?现仍以上述火箭车为例对此问题进行讨论。
设想在车中(S'系)一光脉冲从车厢地板上N点垂直向上发出(事件1),见图15.4(a),到车厢顶M点被反射回原地N点(事件2)。由于在S'系中,事件1 和 2 发生在同一地点N,车中的观测者只要有一只静止在此系中的钟C即可测得这两个事件之间间隔t0,见图15.4(b)。
设从车厢地板上N点到车厢顶上M点间的距离为D,则有
(01)
对地面上(S系)的观测者A来说,这两个事件之间光经历的路程总长是为2H的等边三角形NMN'的两个边,见图 15.4(a)、(b),而且由于两个事件不是发生在同一地点,因此,他必须用放置在事件 1 发生地(与N点对应)和事件 2 发生地(与N'点对应)两只与C钟结构相同并一起校准过的钟C'和C"才能测得这两个事件之间的时间间隔 ,设为t,根据光速不变原理,有
(02)
由三角形NMN',有
(03)
将式 (1)、(2) 代入式 (3) ,消去D和H,得
化简为:
(04)
式中
,
,由于
,故
,式 0013 表明 ,在S' 系中测得发生在同一地点的两个事件之间的时间间隔
,在S系中观测者看来这两个事件为异地事件 ,这两个事件之间的时间间隔t总是比
要大 ,二者之比为
。这一现象称为时间延缓效应。