必修2第五章第二节:经典时空观与相对论时空观.ppt
《必修2第五章第二节:经典时空观与相对论时空观.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《必修2第五章第二节:经典时空观与相对论时空观.ppt(30页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、第二节:经典时空观 与相对论时空观 广东翁源第一高级中学 物理组:赵书华 *1经典时空观与相对时空观 前面几章介绍了经典力学(牛顿力学)最基本的内容 。 牛顿力学的基础就是以牛顿命名的那三条定律, 这一理论形成于十七世纪,在以后的两个多世纪里, 牛顿力学对科学和技术的发展起了巨大的推动作用, 同时自身也得到了很大发展。 但是,进入二十世纪, 物理学研究的领域开始深入到了微观高速领域, 微观 高速 如原子、电子粒子, 光、电磁波及粒子衰变,速度 为光速或接近光速 空间尺度 Date 2 经典时空观与相对时空观 这时人们发现牛顿力学在这些领域不再适用 物理学的发展要求对牛顿力学以及某些长期 认为是
2、不言自明的基本观念作出根本性的变革, 物理学需要一场革命! 二十世纪初诞生的相对论和量子力学就是这场 从经典物理向近代物理变革的标志 本节介绍相对论的基础知识 Date 3 经典时空观与相对时空观 . 伽利略相对性原理 对于第一个问题,牛顿力学的回答是干脆的: 第一个问题 对于不同的参照系, 基本力学定律的形式是完全一样吗? 对于任何惯性参照系,牛顿定律都成立, 这也就是说,对于不同的惯性参照系, 力学的基本定律牛顿定律的形式是一样的。 这一结论称作伽利略相对性原理或力学相对性原理 一、 经典力学时空观 Date 4 经典时空观与相对时空观 甲 乙 惯性参照系 牛顿定律适用的参照系 相对惯性系
3、作匀速直线运动的参照系 例 甲 乙 站台 Date 5 经典时空观与相对时空观 选择的参考系不同,对运动的描述就不同: 例如:让两小球从同一高度同时自由下落。 符合牛顿运动定律 不符合牛顿运动定律 惯性系非惯性系 Date 6 经典时空观与相对时空观 第二个问题 相对于不同的参照系长度和时间的 测量是一样的吗? 对于空间和时间测量的问题, 牛顿力学是用绝对空间和绝对时间的概念来回答。 . 绝对时空观 所谓绝对空间是指长度的量度与参照系无关; 绝对时间是指时间的量度与参照系无关 这就是说,两点之间的距离, 无论在那个惯性系中测量都是一样的; 同样,前后发生的两个事件之间的时间, 无论在那个惯性系
4、中测量都是一样的 Date 7 经典时空观与相对时空观 如果甲测的小球 下落时间为 如果乙测的小球 下落时间为 例 甲 乙 站台 Date 8 经典时空观与相对时空观 牛顿本人曾说:“绝对空间,就其本性而言 与外界任何事物无关,而永远是相同的和不动的”, “绝对的、真正的和数学上的时间自己流逝着, 并由于它的本性而均匀地与任何外界对象无关地流逝着。” 按照这种观点:时间和空间是彼此独立, 互不相关并且独立于物质和运动之外的, 不受物质和运动的影响。 绝对时空观 Date 9 经典时空观与相对时空观 根据绝对时空观,得出几个 结论 p同时绝对性 p时间间隔的绝对性 p空间距离的绝对性 p质量恒定
5、不变 Date 10 经典时空观与相对时空观 牛顿的伽利略相对性原理和绝对时空观 是作为两个基本假设提出来的, 它之所以为人们接受承认 一方面是牛顿力学在解决力学问题获得的巨大功; 另一方面观察结果与人们的经验相符。 但是十九世纪中叶, 人们在研究与物体运动有关的电磁现象时, 发现在电磁现象的规律不符合相对性原理 其中最典型的就是光速的问题 Date 11 经典时空观与相对时空观 这一结论还特别为后来的很多精确的实验所证实, 最著名的是1887年迈克尔逊和莫雷所做的实验。 它们都明确无误地证明光速的测量结果与光源和 测量者的相对运动无关,亦即与参照系无关。 可见光和电磁波的运动不服从伽利略相对
6、原理. 任何参照系中测得的光在真空的 速率都应该是这一数值 Date 12 经典时空观与相对时空观 伽利略相对原理和电磁规律的矛盾 促使人们思考下述问题: 绝对时空观的观念是不是需要 修正? 困惑 ? 这个时候整个物理学界陷入 Date 13 经典时空观与相对时空观 爱因斯坦: Einstein 现代时空的创始人 20世纪最伟大的科学家 爱因斯坦对这个问题进行 了深入研究, 并在1905年发表了论文 论动体的电动力学 在这篇论文里对上述问题 作出了对整个物理学界乃 至整个科学界都有变革意 义的回答 Date 14 经典时空观与相对时空观 相对论的时空观念与人们固相对论的时空观念与人们固 有的时
7、空观念差别很大,很难被有的时空观念差别很大,很难被 普通人所理解。人们都称赞爱因普通人所理解。人们都称赞爱因 斯坦伟大,但又常常弄不懂这伟斯坦伟大,但又常常弄不懂这伟 大的内容。这使人们想起英国诗大的内容。这使人们想起英国诗 人波谱歌颂牛顿的诗句人波谱歌颂牛顿的诗句: : 自然界和自然界的规律隐藏在黑暗中,自然界和自然界的规律隐藏在黑暗中, 上帝说:上帝说:“让牛顿去吧,让牛顿去吧,”于是一切都成为光明。于是一切都成为光明。 后人续写道后人续写道: : 上帝说完多少年之后,上帝说完多少年之后, 魔鬼说:魔鬼说:“让爱因斯坦去吧,让爱因斯坦去吧,”于是一切又回到黑暗中。于是一切又回到黑暗中。 D
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 必修 第五 第二 经典 时空观 相对论
链接地址:https://www.31doc.com/p-2248559.html