1、第第5章章 新时空观的确立新时空观的确立 第第5章章 新时空观的确立新时空观的确立 51 电磁场理论引发的怪异问题电磁场理论引发的怪异问题 52 狭义相对论的基本原理狭义相对论的基本原理 目标导航目标导航 1.了解电磁场理论的局限性了解电磁场理论的局限性 2了解狭义相对论的基本原理了解狭义相对论的基本原理(重点重点) 新知初探自学导引新知初探自学导引 一一、迈克耳孙迈克耳孙莫雷实验莫雷实验 在水平面内不同的方位进行观察在水平面内不同的方位进行观察，干涉条纹并没有干涉条纹并没有 预期的移动预期的移动，这说明这说明，光在任何方向上传播时光在任何方向上传播时，相相 对于地球的速度都是对于地球的速度都
2、是_的的也就是说也就是说，地地 球相对于球相对于“以太以太”的速度的速度v实际上为零实际上为零，或者说或者说 “以太以太”根本不存在根本不存在，光速光速c是不变的这就是迈克是不变的这就是迈克 耳孙耳孙莫雷实验的莫雷实验的“以太漂移的零结果以太漂移的零结果” 相同相同 二二、电磁理论的电磁理论的“缺陷缺陷” 伽利略相对性原理指出：对于力学规律来说伽利略相对性原理指出：对于力学规律来说， 一切惯性系都是一切惯性系都是_的的 三三、狭义相对论的两条公设狭义相对论的两条公设 1.在所有相互做在所有相互做_运动的惯性参考运动的惯性参考 系系 中中，_都是相同的都是相同的，这个公设叫这个公设叫 做爱因斯坦
3、相对性原理做爱因斯坦相对性原理 等价等价 匀速直线匀速直线 物理规律物理规律 2.在所有相互做在所有相互做_运动的惯性运动的惯性 参 考 系 中参 考 系 中 ， 光 在 真 空 中 的 速 度 都 是光 在 真 空 中 的 速 度 都 是 _这个公设叫做这个公设叫做 _ 匀速直线匀速直线 相等的相等的 光速不变原理光速不变原理 四四、洛伦兹变换洛伦兹变换 x xvt 1v 2 c2 y y z z t t v c2x 1v 2 c2 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
4、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
5、逼格提升技巧 式中式中c为光速为光速，这一变换式通常叫做这一变换式通常叫做 _变换变换 五五、同时的相对性同时的相对性 同时的相对性是指：在不同的地点发生的两个同时的相对性是指：在不同的地点发生的两个 事件事件，在一个惯性系里是同时的在一个惯性系里是同时的，但在另一个但在另一个 惯性系里看来却惯性系里看来却_同时的同时的 从爱因斯坦的狭义相对论来看从爱因斯坦的狭义相对论来看，不存在全宇宙不存在全宇宙 普适的普适的_概念概念，也就是说也就是说“_”_” 是相对的是相对的，跟观察者所选取的跟观察者所选取的_有有 关关 洛伦兹洛伦兹 不是不是 同时同时 同时同时 参考系参考系 要点探究讲练互动要点探
6、究讲练互动 理解狭义相对论的两条基本原理理解狭义相对论的两条基本原理 学案导引学案导引 1.狭义相对论的基本原理是什么？与经典力狭义相对论的基本原理是什么？与经典力 学的相对性有何区别？学的相对性有何区别？ 2.如何理解狭义相对论中的光速不变原理？如何理解狭义相对论中的光速不变原理？ 1.经典力学的相对性原理和狭义相对性原理经典力学的相对性原理和狭义相对性原理 的区别的区别 经典力学的相对性原理指的是力学规律在任经典力学的相对性原理指的是力学规律在任 何惯性系中都是相同的何惯性系中都是相同的 而狭义相对性原理指的是一切客观真实的物而狭义相对性原理指的是一切客观真实的物 理规律在所有惯性系中都具
7、有相同的形式理规律在所有惯性系中都具有相同的形式( 不再局限于力学规律不再局限于力学规律)各个惯性系都是等价各个惯性系都是等价 的，不存在特殊的绝对的惯性系该原理所的，不存在特殊的绝对的惯性系该原理所 涉及的参考系仅限于惯性系涉及的参考系仅限于惯性系 2.光速不变原理光速不变原理 (1)内容：在任何惯性系中，光在真空中的内容：在任何惯性系中，光在真空中的 速速 度恒为度恒为c，与光源的运动和观察者的运动无，与光源的运动和观察者的运动无 关关 (2)涉及光速的速度变换涉及光速的速度变换 根据狭义相对论的速度叠加公式根据狭义相对论的速度叠加公式 u uv 1uv c2 ，若参考系若参考系 A 静止
8、静止，参考系参考系 B 相对相对 参考系参考系 A 以以 vnc 运动运动，光相对于参考系光相对于参考系 B 以以 uc 运动运动，相对于参考系相对于参考系 A 的速度则为：的速度则为： u cnc 1c nc c2 c（ （1n） 1n c 由该式可由该式可知知，狭义相对论的速度叠加公式对光狭义相对论的速度叠加公式对光 速叠加也成立速叠加也成立 下列说法正确的是下列说法正确的是( ) A在以在以 1 1000c 竖直方向升空的火箭上向前发出 竖直方向升空的火箭上向前发出 的光的光，对地速度一定比对地速度一定比 c 大大 B在以在以 1 1000c 竖直方向升空的火箭上向后发出 竖直方向升空的
9、火箭上向后发出 的光的光，对地速度一定比对地速度一定比 c 小小 C在以在以 1 1000c 竖直方向升空的火箭上沿水平方 竖直方向升空的火箭上沿水平方 向发出的光对地速度为向发出的光对地速度为 c D在以在以 1 1000c 竖直方向升空的火箭上向任一方 竖直方向升空的火箭上向任一方 向发出的光对地速度都为向发出的光对地速度都为 c 例例 【思路点拨思路点拨】 知道光速不变原理是解决本题知道光速不变原理是解决本题 的关键的关键 【精讲精析精讲精析】 根据狭义相对论的基本假设根据狭义相对论的基本假设 光速不变原理可知：真空中的光速相对于火光速不变原理可知：真空中的光速相对于火 箭的速度为箭的速
10、度为c，相对于地面的速度也为相对于地面的速度也为c，对不对不 同的惯性系是相同的同的惯性系是相同的，因此因此C、D正确正确，A、 B错误错误 【答案答案】 CD 【易误警示易误警示】 本题易误选本题易误选A、B.原因是按原因是按 经典力学的相对性原理得出的经典力学的相对性原理得出的，而这一结论而这一结论 是错误的是错误的，与狭义相对论中光速不变原理相与狭义相对论中光速不变原理相 矛盾矛盾 变式训练变式训练 如图所示，强强乘坐速度为如图所示，强强乘坐速度为0.9c(c为光速为光速)的的 宇宇 宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度 为为0.5c，强强向壮壮发
11、出一束光进行联络，强强向壮壮发出一束光进行联络， 则则 壮壮观测到该光束的传播速度为壮壮观测到该光束的传播速度为( ) A0.4c B0.5c C0.9c D1.0c 解析：选解析：选D.根据爱因斯坦相对论根据爱因斯坦相对论，在任何参在任何参 考系中考系中，光速不变光速不变D项正确项正确 热点示例创新拓展热点示例创新拓展 同时的相对性的应用同时的相对性的应用 经典案例经典案例 (6分分)地面上地面上A、B两个事件同两个事件同 时发生时发生如图所示如图所示，对于坐在火箭中沿两个对于坐在火箭中沿两个 事件发生地点事件发生地点A、B连线飞行的人来说连线飞行的人来说，哪哪 个事件先发生个事件先发生？
12、【审题指导审题指导】 解此题关键是区分参考系解此题关键是区分参考系，事件的事件的 同时性因参考系的选择而异同时性因参考系的选择而异 【解题样板解题样板】 以地面为参考系以地面为参考系，A、B两个事件两个事件 同时发生同时发生，即如在即如在A、B连线中点连线中点C放一时钟放一时钟，将同将同 时接收到来自时接收到来自A、B的信号的信号(3分分) 设想该时钟以与火箭相同的速度飞行设想该时钟以与火箭相同的速度飞行，则先接收到则先接收到 来自来自B的信号的信号，后接收到来自后接收到来自A的信号的信号，即以火箭即以火箭 (或火箭上的人或火箭上的人)为参考系为参考系，B事件先发生事件先发生(3分分) 【答案答案】 B事件先发生事件先发生 【借题发挥借题发挥】 在经典物理学中在经典物理学中，如果两个如果两个 事件在一个参考系中认为是同时的事件在一个参考系中认为是同时的，在另一在另一 个参考系中一定也认为是同时的；但是根据个参考系中一定也认为是同时的；但是根据 爱因斯坦的两个假设爱因斯坦的两个假设，同时是相对的同时是相对的，在原在原 参考系中同时发生的两件事在另一参考系中参考系中同时发生的两件事在另一参考系中 可能不同时可能不同时
