2018_2019学年高中物理第6章相对论与量子论初步第1节高速世界学案鲁科版必修2.pdf
《2018_2019学年高中物理第6章相对论与量子论初步第1节高速世界学案鲁科版必修2.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2018_2019学年高中物理第6章相对论与量子论初步第1节高速世界学案鲁科版必修2.pdf(10页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、第 1 节 高速世界第 1 节 高速世界 学习目标核心提炼 1.知道狭义相对论的两个基本原理。 2.了解时间的延缓效应和长度的收缩效应。 3.知道质速关系和质能关系。 4.了解广义相对论的内容。 2 个基本原理相对性原理、 光速不变 原理 2 个效应时间延缓效应、 长度收缩效 应 2 个关系质速关系、质能关系 一、两个基本原理和两个效应 阅读教材第 110114 页的内容,了解高速世界的“两个基本原理”和“两个效应” 。 1.两个基本原理 (1)相对性原理:所有物理规律在一切惯性参照系中都具有相同的形式。 (2)光速不变原理:在一切惯性参照系中,测量到的真空中的光速c都一样(c3108 m/s
2、)。 2.两个效应 (1)时间延缓效应 在相对论时空观中,高速运动的时钟比静止的时钟走得慢。 关系式:t,t为运动时间,t为静止时间。 t 1v 2 c2 (2)长度收缩效应 在相对于物体运动着的惯性系中沿运动方向测出的物体长度, 比在相对静止的惯性系中测 出的长度短。 关系式:ll。1v 2 c2 思维拓展 我们平时为何观察不到长度收缩效应呢? 答案 根据长度收缩效应表达式ll , 因为我们生活在低速世界中,vc,l近1v 2 c2 似等于l,故此现象不明显。 二、质速关系 质能关系 时空弯曲 阅读教材第 114118 页的内容,了解质速关系、质能关系和时空弯曲,能应用相对论知识 解释简单的
3、现象。 1.质速关系 当物体在所处的惯性参考系静止时,质量m0最小,称为静止质量。当物体相对于某惯性系 以速度v运动时, 在此惯性系内观测它的质量m, 物体的质量随速度的增大而增大。 m0 1v 2 c2 在低速运动中,质量的变化可以忽略不计。 2.质能关系 按照相对论及基本力学定律可得质量和能量的关系为Emc2,称为质能关系式。物质的质 量减少或增加时,必然伴随着能量的减少或增加,其关系为 Emc2。 3.时空弯曲 爱因斯坦的理想实验: (1)科学预言:加速运动能使光线弯曲,引力也能使光线弯曲。在宇宙中,物质质量大、密 度高的区域时空弯曲大;物质稀少的地方,时空弯曲小。 (2)实验验证:恒星
4、的光线在太阳附近弯曲的数值,与广义相对论的理论预言相当吻合。 (3)进一步推理 : 光线在引力场中的弯曲可等效为空间本身被引力弯曲。引力不但影响空间, 而且影响时间即时空弯曲。 惯性系内观测它的质量m,物体的质量随速度的增大而增大。在低速运动中,质量 m0 1v 2 c2 的变化可以忽略不计。 思考判断 (1)物体所含物质的多少会随速度的变化而变化。( ) (2)爱因斯坦质能关系式Emc2表明物体具有的能量与其质量成正比。( ) (3)时空弯曲是在引力场或惯性系中产生的。( ) 答案 (1) (2) (3) 对“两个基本原理”和“两个效应”的理解 要点归纳 1.两个基本原理 (1)相对性原理:
5、物理学定律与惯性系的选择无关。 (2)光速不变原理:不管光源与观察者的相对运动如何,在任一惯性系中的观察者所观测到 的真空中的光速都是相等的。 2.两个效应 (1)时间延缓效应 : 爱因斯坦曾预言,两个校准好的钟,当一个沿闭合路线运动返回原地时, 它记录的时间比原地不动的钟会慢一些。这已被高精度的铯原子钟超音速环球飞行实验证 实。在相对论时空观中,运动时钟时间与静止时钟时间的关系:t。由于vt,即运动的钟比静止的钟走得慢。这种效应被称为时间延缓。 (2)长度收缩效应:按照狭义相对论时空观,空间也与运动密切相关,即对某物体空间广延 性的观测, 与观测者和该物体的相对运动有关。 观测长度l与静止长
6、度l之间的关系 :l l,由于vvbva0,知c钟走得最慢。 答案 C 4.(质能关系)为了直接验证爱因斯坦狭义相对论中著名的质能方程Emc2,科学家用中子 轰击铀原子, 分别测出原子捕获中子前后质量的变化以及核反应过程中放出的能量, 然后进 行比较,精确验证了质能方程的正确性。设捕获中子前的原子质量为m1,捕获中子后的原 子质量为m2,被捕获的中子质量为m3,核反应过程放出的能量为 E,则这一实验需验证的 关系式是( ) A.E(m1m2m3)c2 B.E(m1m3m2)c2 C.E(m2m1m3)c2 D.E(m2m1m3)c2 解析 答案 B 基础过关 1.(2018盐城高一检测)下列各
- 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:
- 2018 _2019 学年 高中物理 相对论 量子论 初步 高速 世界 学案鲁科版 必修
链接地址:https://www.31doc.com/p-4287776.html