1、光学光学 相 对 论 简 介相 对 论 简 介 相对论相对论 第十二章 一、相对论 (一)狭义相对论的基本假设 1.狭义相对性原理：在不同的惯性参 考系中，一切物理规律都是 的. 2.光速不变原理：真空中的光速在不 同的惯性参考系中都是 的. 注意：光速与光源的运动和观察者的 运动无关. 相同相同 相同相同 (二)狭义相对论的几个重要结论 1.同时的相对性：在一个参考系中的两个 同时事件，在另一个参考系中不一定是同 时的.即“同时”是相对的.由于光速不变， 即光速在任何惯性系中都是相同的，那么 当另一惯性系的速度能够和光速相比时， 同时性就是相对的.即在一个惯性系中同时 发生的两个事件，在另一
2、惯性系中就不一 定是同时发生的.(而经典理论认为：同时发 生的两个事件在任何参考系中看来都不存 在时间上的先后). 2.时间间隔的相对性(“时间膨胀”或 “钟慢效应”) 某一过程发生于惯性系S中的某一固 定地点，如果这一过程在S中经过的时间 间隔为t，则在以速度v相对于S做匀速直 线运动的惯性系S中用静止于其中的时钟计 时观察，这一过程经历的时间间隔为t，且 .这一效应称为时间膨 胀.(而 经典理论认为：某两个事件的时间间隔在 任何参考系，看来都是一样的). 2 1 t t v c ,tt 3.长度的相对性(“长度收缩”或 “尺缩效应”)：在相对于杆运动着的 惯性系中沿运动方向测出的杆长L，比
3、 相对于杆静止的惯性参考系中测出的 L短， 即： (而经典理论认为：一 定长度的物体在任何参考系中都是一 样的长). 2 1 v LL c 4.质速关系当物体以速度为v运动时的 质量为m，静止时的质量为m0，则有： m= . 速度很大时，质量明显大于静止质量. 5.质能关系 质能方程：E=mc2= . 2 0 2 1 m c v c 0 2 1 m v c 1.图片对齐 在我们插入PPT图片或是输入文字的时候，为了整齐都需要将插入的文本框对齐 ，但是又不想一个一个的进行操作，这时按住Ctrl键将需要进行对齐的文本选中 ，点击开始排列对齐垂直居中即可； 2.巧用格式刷 在制作PPT的时候为了保证
4、PPT风格的统一，很多任通常会使用复制粘贴来确保 每一页PPT格式相同，这样对于少页数来说可以进行操作，但是碎玉多页面的话 就有点麻烦了，其实我们可以巧用格式刷：首先，在开始菜单栏下方有一个格式 刷，点击格式刷，很快就能看到效果； 3.去除所有动画效果 很多人在制作PPT的时候都是直接在模板库里下载模板进行使用的，但是下载的 模板大多数都是有幻灯片的，这样在演讲的时候很不方便，怎样将其进行去除呢 ？单击幻灯片放映选择设置幻灯片放映，放映类型选择演讲者放映；换片方式 选择手动即可； 4.PPT快键 PPT逼格提升技巧逼格提升技巧 二、量子论初步 1.普朗克的量子说物质辐射(或吸收)的能 量E只能
5、是某一最小能量单位的整倍 数.E=nE0(n=1,2,3,)辐射是由一份份的 能量组成的，一份能量就是一个量子， 量子的能量大小取决于辐射的频率，量 子的能量E0与频率成正比.E0= ，式 中h=6.6310-34J s，称为普朗克常量. 2.量子(化)：所谓量子或量子化，本质 是 . 不连续不连续 h 狭义相对论的问题 如图12-3-1所示，在真空中强强乘飞 行速度为0.9c(c为光速)的宇宙飞船追赶 正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为0.5c， 强强向壮壮发出一束光进行联络， 则壮壮观测到该光束的传播速度为( ) A.0.4c B.0.5c C.0.9c D.1.0c 根据狭义相对论理论，光速
6、是不变的， 在任何参考系中都是c，选D. 图图12-3-1 变式训练1：如图12-3-2所示，考虑以 下几个问题： 图图12-3-2 (1)参考系O相对于参考系O静止时， 人看到的光速应是多少？ (2)参考系O相对于参考系O以速度v向 右运动，人看到的光速应是多少？ (3)参考系O相对于参考系O以速度v向 左运动，人看到的光速又是多少？ 解析：解析：根据狭义相对论理论根据狭义相对论理论，光速是光速是 不变的不变的，所以三种情况下所以三种情况下，人看到的速人看到的速 度都应是度都应是c. 1 1. .( (20102010北京卷北京卷) )属于狭义相对论基本假设的属于狭义相对论基本假设的 是：在
7、不同的惯性系中是：在不同的惯性系中( ) A真空中光速不变真空中光速不变 B时间间隔具有相对性时间间隔具有相对性 C物体质量不变物体质量不变 D物体的能量与质量成正比物体的能量与质量成正比 解析：解析：狭义相对论的两条假设分别是：在狭义相对论的两条假设分别是：在 任何惯性系中真空中的光速不变和一切物理规任何惯性系中真空中的光速不变和一切物理规 律相同律相同 A 2.惯性系惯性系S中有一边长为中有一边长为L的正方形的正方形(如图如图A所所 示示)，从相对从相对S系以接近光速沿系以接近光速沿x轴方向匀速飞行的轴方向匀速飞行的 飞行器上观察得到该正方形的图像形状是飞行器上观察得到该正方形的图像形状是
8、( ) C 3.如果你驾驶一艘飞船以接近于光速的如果你驾驶一艘飞船以接近于光速的 速度朝一星体飞行速度朝一星体飞行，你可以根据下述哪些变你可以根据下述哪些变 化发觉自己是在运动化发觉自己是在运动( ) A你的质量在减少你的质量在减少 B你的心脏跳动在慢下来你的心脏跳动在慢下来 C你永远不能由自身的变化知道你是你永远不能由自身的变化知道你是 否在运动否在运动 D你在变大你在变大 C 4.1905年爱因斯坦提出了狭义相对论年爱因斯坦提出了狭义相对论，狭义狭义 相对论的出发点是以两条基本假设为前提的相对论的出发点是以两条基本假设为前提的， 这两条基本假设是这两条基本假设是( ) A同时的绝对性与同时
9、的相对性同时的绝对性与同时的相对性 B运动的时钟变慢与运动的尺子缩短运动的时钟变慢与运动的尺子缩短 C时间间隔的绝对性与空间距离的绝对性时间间隔的绝对性与空间距离的绝对性 D相对性原理与光速不变原理相对性原理与光速不变原理 D 71 A. B. 44 3 C. D 4 5.c c cc cc 飞船以 的速度离开地球，从飞船上向地球发射 一个光信号飞船上测得光离开的速度为 ，则 在地球上测得的光速是（ ） D 6 6. .( (20102010北京卷北京卷) )太阳因核聚变释放出巨太阳因核聚变释放出巨 大的能量大的能量，同时其质量不断减少同时其质量不断减少太阳每秒太阳每秒 钟辐射出的能量约为钟辐射出的能量约为41026J，根据爱因斯坦根据爱因斯坦 质能方程质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近太阳每秒钟减少的质量最接近( ) A1036kg B1018kg C1013kg D109kg 2 9 2 6 282 4 10 (3 10 ) 10 Emc E kmkg c g D =D D? D =? 根据爱因斯坦质能方程 得 析：，解 D
