6.1、6.2 牛顿眼中的世界 爱因斯坦眼中的世界 课件

课件22张PPT。高中物理·选修3-4·鲁科版第6章　相对论与天体物理
第1讲　牛顿眼中的世界 爱因斯坦眼中的世界[目标定位]　1.知道经典力学的相对性原理，知道狭义相对论的实验基础和它的两个基本假设.2.知道狭义相对论的几个主要结论.3.了解绝对时空观与相对论时空观的主要区别，体会相对论的建立对人类认识世界的影响.4.知道相对论速度变换公式．一、牛顿眼中的世界
1．经典力学的相对性原理
(1)经典力学的相对性原理： 规律在任何 系中都是相同的．
(2)惯性系：处于 或做 直线运动状态的物体．力学惯性静止匀速2．绝对时空观
(1)绝对时空观：时间和空间是 的．
(2)绝对时间：“同时”是绝对的，时间也是绝对的，时间永远均匀地流逝着，与物质 关，与运动 关．
(3)绝对空间：宇宙中存在一个绝对静止的 参考系，力学规律首先应当能在这个参考系中准确地陈述，这个绝对静止的惯性系与时间 关，永恒不变，它可以脱离物质独立存在．绝对无无惯性无二、爱因斯坦眼中的世界
1．狭义相对论的两条基本原理
(1)狭义相对性原理： 规律(力学、电磁学、光学等)对于所有 系都具有相同的形式．
(2)光速不变原理：在任何 系中，光在真空中的速度恒为 ，与光源的运动和观测者的运动 关．物理惯性惯性c无2．狭义相对论中的时间与空间
(1)同时是相对的
①狭义相对论中的“同时”不再具有绝对的意义，不同惯性参考系的观察者对两个事件是否“同时”发生的回答可能是不同的，这与观察者所在参考系的运动 ，即“同时”是 的．有关相对一、对狭义相对论的理解
1．各物理量有可能因为所选择参考系的不同而不同，但是它们遵从的物理规律是相同的．
2．光速不变原理强调真空中的光速不变，与光源、观察者间的相对运动没有关系．
3．狭义相对论中的“同时”相对性、运动的时钟变慢、长度的收缩等效应只有在高速运动的情况下才会有明显的观测结果，在低速世界(v?c)中这些效应可以忽略． 【例1】　如图6－1－1所示，考虑几个问题：
图6－1－1 (1)如图所示，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　根据速度合成法则，第一种情况人看到的光速应是c，第二种情况应是c＋v，第三种情况应是c－v，而根据狭义相对论理论，光速是不变的，都应是c.
答案　(1)c　(2)c　(3)c二、时间和空间的相对性【例2】　如图6－1－2所示，沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔A、B和C.假想有一列车沿AC方向以接近光速行驶，当铁塔B发出一个闪光，列车上的观测者测得A、C两铁塔被照亮的顺序是
(　　)
图6－1－2A．同时被照亮 B．A先被照亮
C．C先被照亮 D．无法判断
解析　因列车沿AC方向接近光速行驶，根据“同时”的相对性，即前边的事件先发生，后边的事件后发生可知C先被照亮．
答案　C【例3】　在一飞船上测得飞船的长度为100 m，高度为10 m．当飞船以0.60c的速度从你身边经过时，按你的测量，飞船有多高、多长？答案　观测到飞船的高度和长度分别为10 m、80 m.1．当物体运动方向与参考系相对地面的运动方向相反时，公式中的u′取负值．
2．若物体运动方向与参考系运动方向不共线，此式不可用．
3．由公式可知：u一定比u′＋v小，但当u′和v都比c小得多时，可认为u＝u′＋v，这就是低速下的近似，即经典力学中的速度叠加．
4．当u′＝v＝c时，u＝c，证明了光速是速度的极限，也反证了光速不变原理．【例4】　一粒子以0.05c的速率相对实验室参考系运动．此粒子衰变时发射一个电子，电子相对于粒子的速度为0.8c，电子的衰变方向与粒子运动方向相同．求电子相对于实验室参考系的速度．再见