Question

關(guān)于愛因斯坦“同時的相對性原理”要從“愛因斯坦的奶牛夢”說起：在一個風(fēng)景如畫的牧場上有許多奶牛在帶電的柵欄附近懶散的吃著草，農(nóng)夫給柵欄通上電時，當(dāng)電流到達奶牛位置時奶牛就會跳起來．如圖所示，在 A 位置的農(nóng)夫合上電源開關(guān)起，電流以光速 c 向奶牛的方向運動，三頭奶牛 B、C、D 距 A 位置的農(nóng)夫、E 位置的愛因斯坦的距離如圖所示．觀測者只有在奶牛跳起這一現(xiàn)象的光到達觀測者眼睛時，才認為奶牛正在跳起．

（1）農(nóng)夫看到三頭奶牛是同時跳起還是先后跳起？
（2）若從農(nóng)夫合上電源開關(guān)瞬時開始記時，農(nóng)夫看到三頭奶牛跳起距他閉合開關(guān)的時間分別是多少？
（3）愛因斯坦看到三頭奶牛是同時跳起還是先后跳起？為什么？
（4）根據(jù)以上題目所提供信息和你的計算情況你能得到什么樣的結(jié)論？

Answer 1

【答案】分析：（1）速度一定，通過的距離不同，所用時間不同；
（2）已知距離和速度，利用t=計算所用時間；
（3）不同物體運動的速度和距離都相同時，所用時間相同．
（4）對于同一類事件，由于觀察者的位置不同，看到其發(fā)生的時間是不同的．
解答：答：
（1）農(nóng)夫看到牛跳起，是牛跳起時反射的光進入他的眼睛，因為三頭牛距離農(nóng)夫的遠近不同，所以對農(nóng)夫來說三頭牛是依次跳起的．
（2）由圖知，當(dāng)在A位置的農(nóng)夫合上電源開關(guān)起，電流以光速向奶牛的方向運動，
當(dāng)B牛受到電擊跳起的景象回到農(nóng)夫眼前所用總的時間為：，其中C為光速，
同理農(nóng)夫看到C位置的牛跳起距開關(guān)合上的時間為：；
農(nóng)夫看到D位置的牛跳起距開關(guān)合上的時間為．
（3）對于在農(nóng)夫?qū)γ鍱點的愛因斯坦來說，由于光和電傳播的速度相同，因此，他看到的是三頭牛同時跳起．
（4）對于同一類事件，由于觀察者的位置不同，看到其發(fā)生的時間是不同的．
點評：此題屬于易錯題，容易出錯的地方是誤認為人看到牛跳起時，光通過的距離是單程．