1、第五节第五节 相对论时空观相对论时空观有关相对性的思考？有关相对性的思考？一群大学生说说笑笑，跑来问爱因斯坦，什一群大学生说说笑笑，跑来问爱因斯坦，什么叫相对论他回答说：么叫相对论他回答说：“你坐在一个漂亮姑娘你坐在一个漂亮姑娘旁边，坐了两小时，觉得只过了一分钟；如果你旁边，坐了两小时，觉得只过了一分钟；如果你紧挨着一个火炉，只坐了一分钟，却觉得象过了紧挨着一个火炉，只坐了一分钟，却觉得象过了两个小时这就是相对论两个小时这就是相对论”一一 经典时空观经典时空观 不同的参考系中观察物体的运动情况可能不同，物体在空间移动这一概念也是相对的在不同参考系中观察物体的运动情况一一 经典时空观经典时空观
2、光速恒定的特性，同运动的相对性原理之间似乎产生了矛盾？但是实验现象表明，不论光源和观察者做怎样的相对运动，光速都是恒定的v光速 c光速vc一一 经典时空观经典时空观 1.同时的绝对性。2.时间间隔的绝对性。3.空间距离的绝对性。二二 相对论时空观相对论时空观 19 19世纪后半叶，关于电磁场的研究不断深入，世纪后半叶，关于电磁场的研究不断深入，人们认识到了光的电磁本质我们已经知道，电人们认识到了光的电磁本质我们已经知道，电磁波是以巨大且有限的速度传播的，因此在电磁磁波是以巨大且有限的速度传播的，因此在电磁场的研究中不断遇到一些矛盾，这些矛盾导致了场的研究中不断遇到一些矛盾，这些矛盾导致了相对论
3、的出现相对论的出现 相对论不仅给出了物体在高速运动时所遵循相对论不仅给出了物体在高速运动时所遵循的规律，而且改变了我们对于时间和空间的认识，的规律，而且改变了我们对于时间和空间的认识，它的建立在物理学和哲学的发展史上树立了一座它的建立在物理学和哲学的发展史上树立了一座重要的里程碑重要的里程碑狭义相对论的两个假设 上述的矛盾使我们面临两个选择，要么放弃麦克斯韦的电磁理论，要么否定特殊参考系的存在爱因斯坦选择了后者并提出了两个假设：二二 相对论时空观相对论时空观1。同时的相对性。同时的相对性二二 相对论时空观相对论时空观2。运动的时钟变慢。运动的时钟变慢二二 相对论时空观相对论时空观对于车厢内的人
4、：对于车厢外的人：cht22224vcht2tch2tv21cvtt二二 相对论时空观相对论时空观3。运动的尺子变短。运动的尺子变短二二 相对论时空观相对论时空观v车厢运行速度240000km/s车上的人看到的车厢的长度：车外的人看到的车厢的长度：llll21cvll人教版（2019）高一物理 必修 第二册 第七章 第五节-相对论时空观与牛顿力学的局限性(共24张PPT)人教版（2019）高一物理 必修 第二册 第七章 第五节-相对论时空观与牛顿力学的局限性(共24张PPT)二二 相对论时空观相对论时空观4。物体质量随速度的增加而增大。物体质量随速度的增加而增大人教版（2019）高一物理 必修
5、 第二册 第七章 第五节-相对论时空观与牛顿力学的局限性(共24张PPT)人教版（2019）高一物理 必修 第二册 第七章 第五节-相对论时空观与牛顿力学的局限性(共24张PPT)时空相对性的实验验证 根据相对论，时间在运动中会进行的比较缓慢，也就是说，在空间中高速移动的时钟，比固定于地面上的时钟走得慢1971年，科学家将铯原子钟放在喷气式飞机中作环球飞行，然后与地面的基准钟对照实验结果与理论预言符合的很好这是相对论的第一次宏观验证人教版（2019）高一物理 必修 第二册 第七章 第五节-相对论时空观与牛顿力学的局限性(共24张PPT)人教版（2019）高一物理 必修 第二册 第七章 第五节-
6、相对论时空观与牛顿力学的局限性(共24张PPT)时空相对性的实验验证时空相对性的实验验证1966年用年用子作了一个类似于双生子作了一个类似于双生子旅游的实验，让子旅游的实验，让子沿一直径为子沿一直径为14米的圆环运动再回到出发点，实验米的圆环运动再回到出发点，实验结果表明运动的结果表明运动的子的确比静止的子的确比静止的子寿命更长。子寿命更长。人教版（2019）高一物理 必修 第二册 第七章 第五节-相对论时空观与牛顿力学的局限性(共24张PPT)人教版（2019）高一物理 必修 第二册 第七章 第五节-相对论时空观与牛顿力学的局限性(共24张PPT)人教版（2019）高一物理 必修 第二册 第
7、七章 第五节-相对论时空观与牛顿力学的局限性(共24张PPT)人教版（2019）高一物理 必修 第二册 第七章 第五节-相对论时空观与牛顿力学的局限性(共24张PPT)阿基米德发现浮力定律阿基米德发现浮力定律公元前三世纪公元前三世纪开普勒发现行星运动定律开普勒发现行星运动定律1609，1619伽利略阐明了运动的相对性原理伽利略阐明了运动的相对性原理1632伽利略发现了自由落体运动规律、惯性原理伽利略发现了自由落体运动规律、惯性原理1638帕斯卡发现帕斯卡原理帕斯卡发现帕斯卡原理1653马德堡半球实验、验证大气压力马德堡半球实验、验证大气压力1663发现胡克定律发现胡克定律弹簧弹力和形变的关系弹
8、簧弹力和形变的关系1678牛顿发表牛顿发表自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理，阐明了，阐明了运动定律和万有引力定律运动定律和万有引力定律1687人教版（2019）高一物理 必修 第二册 第七章 第五节-相对论时空观与牛顿力学的局限性(共24张PPT)人教版（2019）高一物理 必修 第二册 第七章 第五节-相对论时空观与牛顿力学的局限性(共24张PPT)国别国别生活年生活年代代古希腊，约公古希腊，约公元前元前384公元公元前前322年年意大利，意大利，15641642年年法国，法国，15961650年年荷兰，荷兰，16291695年年英国，英国，16421727年年主要的主要的科学研科学研究
9、方法究方法观察、思维、观察、思维、推理推理观察实验、假观察实验、假设、数学推理设、数学推理三者相结合三者相结合实验观察、实验观察、数学推理数学推理实验、数实验、数学推理学推理归纳与演归纳与演绎、综合绎、综合与分析、与分析、实验观察实验观察等等力学方力学方面的主面的主要成就要成就两个反面的结两个反面的结论：论：力是维持物力是维持物体运动的原因。体运动的原因。重的物体比重的物体比轻的物体下落轻的物体下落得快。得快。自由落体运自由落体运动规律动规律力学相对性力学相对性原理原理惯性定律惯性定律制成了制成了世界上第世界上第一架计时一架计时摆钟。摆钟。测量出测量出重力加速重力加速度的值。度的值。三大运三大
10、运动定律、动定律、万有引万有引力定律。力定律。人教版（2019）高一物理 必修 第二册 第七章 第五节-相对论时空观与牛顿力学的局限性(共24张PPT)人教版（2019）高一物理 必修 第二册 第七章 第五节-相对论时空观与牛顿力学的局限性(共24张PPT)伽利略、牛顿时代之前。人们对力学现象的研究大多直接伽利略、牛顿时代之前。人们对力学现象的研究大多直接反映在技术之中或完全融合在哲学之内，物理学就整体而言还反映在技术之中或完全融合在哲学之内，物理学就整体而言还没有成为独立的科学。这个阶段对力学作出突出贡献的是阿基没有成为独立的科学。这个阶段对力学作出突出贡献的是阿基米德。米德。从伽利略到牛顿
11、。是经典力学从基本要领、基本定律到建从伽利略到牛顿。是经典力学从基本要领、基本定律到建成理论体系的阶段，在这一阶段有一系列的科学家为经典力学成理论体系的阶段，在这一阶段有一系列的科学家为经典力学打下重要基础。打下重要基础。牛顿之后。经典力学又有新的发展，这一阶段主要是后人牛顿之后。经典力学又有新的发展，这一阶段主要是后人对经典力学的表述形式和应用对象进行了拓展和完善。对经典力学的表述形式和应用对象进行了拓展和完善。人教版（2019）高一物理 必修 第二册 第七章 第五节-相对论时空观与牛顿力学的局限性(共24张PPT)人教版（2019）高一物理 必修 第二册 第七章 第五节-相对论时空观与牛顿
12、力学的局限性(共24张PPT)【高中物理新教材】相对论时空观与牛顿力学的局限性课件下载1【高中物理新教材】相对论时空观与牛顿力学的局限性课件下载1把人类对整个自然界的认识推进到一个新水平，牛顿从力把人类对整个自然界的认识推进到一个新水平，牛顿从力学上证明了自然界的统一；学上证明了自然界的统一；经典力学的建立首次明确了一切自然科学理论应有的基本经典力学的建立首次明确了一切自然科学理论应有的基本特征，这标志着近代理论自然科学的诞生，也成为其他各特征，这标志着近代理论自然科学的诞生，也成为其他各门自然科学的典范；门自然科学的典范；经典力学的建立对自然科学和科技的发展、社会的进步具经典力学的建立对自然
13、科学和科技的发展、社会的进步具有深远影响：有深远影响：经典力学形成的科学研究方法的推广应用；经典力学形成的科学研究方法的推广应用；经典力学与其他基础科学相结合产生了许多交叉学科，促经典力学与其他基础科学相结合产生了许多交叉学科，促进了自然科学的进一步发展；进了自然科学的进一步发展；经典力学在科学技术上有广泛的应用，促进了社会文明的经典力学在科学技术上有广泛的应用，促进了社会文明的发展。发展。人教版（2019）高一物理 必修 第二册 第七章 第五节-相对论时空观与牛顿力学的局限性(共24张PPT)人教版（2019）高一物理 必修 第二册 第七章 第五节-相对论时空观与牛顿力学的局限性(共24张P
14、PT)【高中物理新教材】相对论时空观与牛顿力学的局限性课件下载1【高中物理新教材】相对论时空观与牛顿力学的局限性课件下载1与光速相比与光速相比牛顿运动定律与参考系牛顿运动定律与参考系经典力学与与运动速度经典力学与与运动速度凡是牛顿定律成立的参考系，称为惯性参考系，简称惯性系。凡是牛顿定律成立的参考系，称为惯性参考系，简称惯性系。所有相对于惯性系作匀速直线运动的参考系都是惯性系。所有相对于惯性系作匀速直线运动的参考系都是惯性系。所有相对于惯性系作变速运动的参考系都是非惯性系。所有相对于惯性系作变速运动的参考系都是非惯性系。人教版（2019）高一物理 必修 第二册 第七章 第五节-相对论时空观与牛
15、顿力学的局限性(共24张PPT)人教版（2019）高一物理 必修 第二册 第七章 第五节-相对论时空观与牛顿力学的局限性(共24张PPT)【高中物理新教材】相对论时空观与牛顿力学的局限性课件下载1【高中物理新教材】相对论时空观与牛顿力学的局限性课件下载1牛顿定律能适用于下列哪些情况？牛顿定律能适用于下列哪些情况？A.研究原子中电子的运动研究原子中电子的运动 B.研究研究“神州神州”五号的高速发射五号的高速发射 C.研究地球绕太阳的运动研究地球绕太阳的运动 D.研究飞机从深圳飞往北京的航线研究飞机从深圳飞往北京的航线人教版（2019）高一物理 必修 第二册 第七章 第五节-相对论时空观与牛顿力学
16、的局限性(共24张PPT)人教版（2019）高一物理 必修 第二册 第七章 第五节-相对论时空观与牛顿力学的局限性(共24张PPT)【高中物理新教材】相对论时空观与牛顿力学的局限性课件下载1【高中物理新教材】相对论时空观与牛顿力学的局限性课件下载1两台升降机甲、乙同时自由下落甲上的人看到乙是两台升降机甲、乙同时自由下落甲上的人看到乙是静止的，也就是说，在甲看来，乙的运动状态并没有改变，静止的，也就是说，在甲看来，乙的运动状态并没有改变，但是乙确实受到向下的地球引力。根据牛顿定律，受到外力但是乙确实受到向下的地球引力。根据牛顿定律，受到外力作用的物体，其运动状态一定会改变，这不是有矛盾吗？你作用
17、的物体，其运动状态一定会改变，这不是有矛盾吗？你是如何理解的？是如何理解的？人教版（2019）高一物理 必修 第二册 第七章 第五节-相对论时空观与牛顿力学的局限性(共24张PPT)人教版（2019）高一物理 必修 第二册 第七章 第五节-相对论时空观与牛顿力学的局限性(共24张PPT)【高中物理新教材】相对论时空观与牛顿力学的局限性课件下载1【高中物理新教材】相对论时空观与牛顿力学的局限性课件下载1P115 3 4 5人教版（2019）高一物理 必修 第二册 第七章 第五节-相对论时空观与牛顿力学的局限性(共24张PPT)人教版（2019）高一物理 必修 第二册 第七章 第五节-相对论时空观与牛顿力学的局限性(共24张PPT)【高中物理新教材】相对论时空观与牛顿力学的局限性课件下载1【高中物理新教材】相对论时空观与牛顿力学的局限性课件下载1
