近代物理
β = 0.9 時的長度收縮
高 β 縮短 L = L₀/γ 並在讀數上增大 m = γ m₀。
β = 0.9 時的長度收縮——互動式近代物理模擬。高 β 縮短 L = L₀/γ 並在讀數上增大 m = γ m₀。 免費的瀏覽器物理虛擬實驗室，提供即時 SI 測量與分步引導教學。
長度收縮
高 β 縮短 L = L₀/γ 並在讀數上增大 m = γ m₀。
高 β 縮短 L = L₀/γ 並在讀數上增大 m = γ m₀。
- 長度收縮 L = L₀/γ
- 沿運動方向
調查簡介
在打開實驗室之前先規劃好問題
這份簡報反映預先渲染的頁面：探究問題、互相競爭的預測、變數角色、支配定律、設定，以及分析和延伸提示都會以此順序保持可見。
駕駛問題
一枚10公尺高的火箭高速從你身邊飛過。你測量的長度是 10 公尺、比這個長還是比這個短？
預測權重
- 同樣是 10 公尺——長度不依賴相對運動。
- 長10公尺以上。
- 更短——物體沿其運動方向的長度對於它經過的觀察者來說似乎是收縮的。
可變角色
您設定的內容：
- 速度分數 β = v/c
您測量的內容：
- 洛倫茲因子γ
- 收縮長度L (m)
調查如何進行
- 打開「長度收縮火箭（length-contraction-rocket）」預設並按重設。火箭的固有（靜止參考系）長度固定為10 m；其速度為β = 0.9。
- 啟用勞侖茲因子與收縮長度讀數。
- 設定每次試驗的火箭速度，並記錄從（固定）框架測量的其收縮長度。
控制方程
長度收縮 — L = L₀/γ
靜止觀察者沿運動方向測得的物體長度，會比其固有（靜止參考系）長度收縮：L = L_proper/γ，其中γ = 1/√(1 − β²) ≥ 1。
可列印的工作表要求學生完成什麼
- 對於一項試驗，計算 γ = 1/√(1 − β²)，然後使用適當的長度 10 m 計算 L = L_proper/γ。將兩者與表格進行比較。
- 解釋為什麼長度收縮只影響沿著運動方向的尺寸－火箭的寬度和高度（垂直於其速度）保持不變，只是長度縮短。
這在實驗室之外的地方表現出來
- 就像時間膨脹一樣，長度收縮也是對稱的：從火箭飛行員自己的座標系來看，地球（以及地球上的所有物體）似乎沿著相對運動的方向收縮，而火箭本身則測量其正常的 10 m 長度。解釋為什麼這並不矛盾。
- 實驗的火箭以 β = 0.9 移動，γ ≈ 2.29——這意味著它的長度被該因子壓縮，並且如果它攜帶時鐘，則該時鐘將相應地以相同因子運行緩慢（時間膨脹）。解釋為什麼時間膨脹和長度收縮其實是同一基礎時空幾何的兩面。
- AP Physics 2 — Unit 15: Modern Physics
- IB Physics — A.5 Galilean and special relativity
- General High School Physics — Modern physics intro
- NGSS High School Physics — Wave-particle duality of light
- 歡迎學習長度收縮
- 選擇相對論實驗臺
- 按播放
- 沿運動方向縮短
- 打開學習側欄面板
- 完成了！
打開互動式模擬以構建場景，點擊運行，並透過即時測量和引導式教學進行探索。