近代物理
β = 0.9 时的长度收缩
高 β 缩短 L = L₀/γ 并在读数上增大 m = γ m₀。
β = 0.9 时的长度收缩——交互式近代物理模拟。高 β 缩短 L = L₀/γ 并在读数上增大 m = γ m₀。 免费的基于浏览器的虚拟物理实验室，提供实时 SI 测量和分步引导教程。
长度收缩
高 β 缩短 L = L₀/γ 并在读数上增大 m = γ m₀。
固有长度为 L₀ 的火箭沿 x 方向以速度 β 运动，在实验室系中测得的长度更短：L = L₀/γ，其中 γ = 1/√(1−β²)。点击播放：飞船一次性收缩至 L₀/γ 并保持不变——不会反弹振荡。K_class 与 K_rel 对比图显示了在相同 β 下动能如何偏离 ½mv²。
- 长度收缩 L = L₀/γ
- 沿运动方向
调查简介
在打开实验室之前计划好问题
这份简介反映预渲染页面：探究问题、相互竞争的预测、变量角色、支配定律、设置以及分析和拓展提示都会按此顺序保持可见。
驾驶问题
一枚10米高的火箭高速从你身边飞过。你测量的长度是 10 米、比这个长还是比这个短？
预测权重
- 同样是 10 米——长度不依赖于相对运动。
- 长10米以上。
- 更短——物体沿其运动方向的长度对于它经过的观察者来说似乎是收缩的。
可变角色
您设置的内容：
- 速度分数 β = v/c
您测量的内容：
- 洛伦兹因子γ
- 收缩长度L (m)
调查如何进行
- 打开「长度收缩火箭（length-contraction-rocket）」预设并按重置。火箭的固有（静止参考系）长度固定为10 m；其速度为β = 0.9。
- 启用洛伦兹因子与收缩长度读数。
- 设置每次试验的火箭速度，并记录从（固定）框架测量的其收缩长度。
控制方程
长度收缩 — L = L₀/γ
静止观察者沿运动方向测得的物体长度，会比其固有（静止参考系）长度收缩：L = L_proper/γ，其中γ = 1/√(1 − β²) ≥ 1。
可打印的工作表要求学生完成什么
- 对于一项试验，计算 γ = 1/√(1 − β²)，然后使用适当的长度 10 m 计算 L = L_proper/γ。将两者与表进行比较。
- 解释为什么长度收缩只影响沿运动方向的尺寸——火箭的宽度和高度（垂直于其速度）保持不变，只是长度缩短。
这在实验室之外的地方表现出来
- 就像时间膨胀一样，长度收缩也是对称的：从火箭飞行员自己的坐标系来看，地球（以及地球上的所有物体）似乎沿着相对运动的方向收缩，而火箭本身则测量其正常的 10 m 长度。解释一下为什么这并不矛盾。
- 该实验的火箭以 β = 0.9 移动，γ ≈ 2.29——这意味着它的长度被该因子压缩，并且如果它携带时钟，该时钟将相应地以相同因子运行缓慢（时间膨胀）。解释为什么时间膨胀和长度收缩实际上是同一基础时空几何的两个面。
- 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
- 欢迎学习长度收缩
- 选择相对论实验台
- 点击播放
- 沿运动方向缩短
- 打开检查器
- 完成了！
打开交互式模拟以构建场景，点击运行，并通过实时测量和引导式教程进行探索。