1、5 相对论时空观与牛顿力学相对论时空观与牛顿力学的局限性的局限性第七章 万有引力与宇宙航行新课引入新课引入新课引入新课引入新课引入新课引入以光速远离时钟塔看时钟塔上的指针是怎样的？实验上时钟塔的指针应是怎样的？内容讲解内容讲解一、相对论时空观一、相对论时空观19 世纪，英国物理学家麦克斯韦根据电磁场理论预言了电磁波的存在，并证明电磁波的传播速度等于光速c。电磁波的预言疑问实验人们的疑问：这个速度是相对哪个参考系而言的？1887 年的迈克耳孙莫雷实验以及其他一些实验表明：在不同的参考系中，光的传播速度都是一样的。一、相对论时空观一、相对论时空观如何解决？放弃绝对时空观1理想气体(1)当RVRxR
2、xRA，即RxRVRA时，既可选择电流表“内接法”，也可选择“外接法”；1.纯电阻电路与非纯电阻电路的比较(4)线圈的自感系数越大，自感现象越明显，自感电动势只是延缓了过程的进行，但它不能使过程停止，更不能使过程反向一、平抛运动1电流表外接，由于电压表的分流，使电流表示数偏大(3)“单位圆”法确定sin 1、sin 2，计算折射率n：1单缝衍射与双缝干涉的比较光的偏振现象证明光是横波(填“横波”或“纵波”)1气体分子运动的特点2导体的非平衡态加速度不为零考点一光的干涉(3)然后是“力”的分析分析研究对象(常是金属杆、导体线圈等)的受力情况，尤其注意其所受的安培力；考点一电磁感应现象的判断(2)
3、光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近(1)磁流体发电是一项新兴技术，它可以把内能直接转化为电能2动量定理的表达式Ftp是矢量式，运用它分析问题时要特别注意冲量、动量及动量变化量的方向，公式中的F是物体或系统所受的合力一、相对论时空观一、相对论时空观12相对性原理光速不变原理所有物理规律在一切惯性参考系中都具有相同的形式。真空中的光速相对于任何惯性系沿任一方向恒为c，并与光源运动无关。狭义相对论的两条基本假设一、相对论时空观一、相对论时空观假设一列火车沿平直轨道飞快地匀速行驶。车厢中央的光源发出了一个闪光，闪光照到了车厢的前壁和后壁。车上的人观察光到达前壁和后壁同时发生。地面的人观察光到达
4、前壁和后壁不是同时发生的。同时的相对性一、相对论时空观一、相对论时空观时间延缓效应如果相对于地面以v运动的惯性参考系上的人观察到与其一起运动的物体完成某个动作的时间间隔为，地面上的人观察到该物体在同一地点完成这个动作的时间间隔为t，那么两者之间的关系是21()tvc 由于v，此种情况称为时间延缓效应。一、相对论时空观一、相对论时空观长度收缩效应如果与杆相对静止的人测得杆长是l0，沿着杆的方向，以v相对杆运动的人测得杆长是l，那么两者之间的关系是201()vllc由于vl0，此种情况称为长度收缩效应。一、相对论时空观一、相对论时空观已知子低速运动的平均寿命为3.0 s。有文献报道从1981 m的
5、高山上测得563个子，子下降的速率为0.99c，在海平面几乎全部测到这些子。子在其寿命期间下降的高度为h=3.0 s0.99c=891 m。即在海平面应该探测不到这些子，为什么会出现这种现象？以子为参考系，其下降的高度为022=279m1hhvc在此时间内子可以下降的高度为0.996316m1981mhc即子在其寿命期内可以下降到海平面上。一、相对论时空观一、相对论时空观以地面为参考系，子的寿命为022=21.3s1tvc在此时间内子可以下降的高度为0.996316m1981mhc即子在其寿命期间内可以下降到海平面。已知子低速运动的平均寿命为3.0 s。有文献报道从1981 m的高山上测得56
6、3个子，子下降的速率为0.99c，在海平面几乎全部测到这些子。子在其寿命期间下降的高度为h=3.0 s0.99c=891 m。即在海平面应该探测不到这些子，为什么会出现这种现象？二、牛顿力学的成就与局限性二、牛顿力学的成就与局限性牛顿力学宏观低速!微观!高速vc可与光速相比1经典时空观IIm2(1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化(2)微观上：决定于分子的平均动能和分子的密集程度(1)总电阻变化情况的判断(1)定义：电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功注意：反冲运动中平均动量守恒3电阻率二、带电粒子在匀强磁场中的运动常见例子弹簧振子或单摆(5)机械工作
7、时底座发生的振动共振筛、声音的共鸣等特别提醒：(1)波长不同的电磁波，表现出不同的特性，其中波长较长的无线电波和红外线等，易发生干涉、衍射现象；波长较短的紫外线、X射线、射线等，穿透能力较强(3)x1、x2均为沿动量方向相对于同一参考系的位移2测量时读数带来误差(3)当Fm2r时，物体逐渐远离圆心；二、牛顿力学的成就与局限性二、牛顿力学的成就与局限性相对论不是为取代牛顿力学而出现的。可将牛顿力学看作相对论的一个特例。宏观低速时，相对论描述自然地过渡到了牛顿力学。真理是相对的。典题剖析典题剖析典题剖析典题剖析例1 假设地面上有一火车以接近光速的速度运行，其内站立着一个中等身材的人，站在路旁的人观察车里的人，观察的结果是()A这个人是一个矮胖子B这个人是一个瘦高个子C这个人矮但不胖D这个人瘦但不高D典题剖析典题剖析例2(多选)关于经典力学、狭义相对论和量子力学，下列说法正确的是()A狭义相对论和经典力学是相互对立、互不相容的两种理论B在物体高速运动时，物体的运动规律适用狭义相对论理论，在低速运动时，物体的运动适用牛顿运动定律C经典力学适用于宏观物体的运动，量子力学适用于微观粒子的运动D不论是宏观物体，还是微观粒子，经典力学和量子力学都是适用的BC课堂小结课堂小结课堂小结课堂小结再再 见见
