课件17张PPT。第六章 万有引力与航天经典力学的局限性自然和自然的法则在黑暗中隐藏；上帝说，让牛顿去吧！于是一切都被照亮。魔鬼说，让爱因斯坦去吧！于是一切又回到黑暗中。 17世纪牛顿力学构成了体系。可以说，这是物理学第一次伟大的综合。牛顿建立了两个定律:一个是运动定律,一个是万有引力定律，并发展了变量数学微积分，具有解决实际问题的能力。他开拓了天体力学，海王星和冥王星的发现就充分显示了这一点 .(一)经典时空观(绝对时空观)(1)同时的绝对性(2)时间间隔的绝对性(3)空间距离的绝对性 时间、长度和质量这三者都与参考系的运动无关。时间和空间是什么？牛顿 力学能解释影片中的时空问题么？ 1905年,出生于德国的美籍物理学家阿尔伯特·爱因斯坦(1879-1955)发表了狭义相对论。这个理论指出在宇宙中唯一不变的是光线在真空中的速度,其它任何事物──速度、长度、质量和经
过的时间,都随观
察者的参考系(特
定观察)而变化。 请同学分组上网查找爱因斯坦的生平，和光速不变。(二) 相对论时空观(1)不同惯性参考系,物理规律相同1、两条基本假设(2)任何惯性系,光速不变不敢相信图中的横线是平行的,不过它就是平行的 两个位于中心的圆哪个大?其实一样大的! (二) 相对论时空观(1)同时是相对的(3)动尺变短(4)运动的物体质量变大2、狭义相对论结论(2)动钟变慢 时间、长度和质量这三者都与参考系的运动有关。爱因斯坦狭义相对论第二、经典力学在分析宏观与微观的困难第二次革命的导火索是物理学史上的三大发现:伦琴发现X射线、汤姆生发现电子 、贝克勒耳发现天然放射线,使物理学的研究从宏观领域进入了微观世界。人们发现,微观粒子所表现出的现象用经典物理理论根本无法解释。第三、强引力作用下出现的问题
牛顿的万有引力定律取得了巨大的成就,但在一些问题上也遇到了困难。例如:水星的公转轨道在不断旋进,其实际观察值要比经典力学的预言值多。1915年,爱因斯坦创立的广义相对论对此则能作出很好的解释,同时还预言光线经过大质量星体附近时会发生偏转,且已被观测证实。
牛顿建立的经典力学已相当完善,爱因斯坦为什么还要提出相对论？相对论是否全盘否定了牛顿的经典力学理论?经典力学的局限性和适用范围?经典力学难以解释微观粒子的运动:
科学家们发现,电子、质子、中子等微观粒子不仅具有粒子性,同时还具有波动性,它们的运动在很多情况下不能用经典力学来说明。20世纪20 年代量子力学的出现,才很好地揭示了微观世界的基本规律。经典力学(牛顿运动定律)在宏观世界中成立(适用),微观世界不适用。普朗克创立量子力学总之 经典力学只适用于低速、宏观、弱引力的情况。
当物体的速度远小于光速c时,相对论物理学和经典物理学的结论没有区别。
当另一个重要的常数即"普朗克常量"可以忽略不计时,量子力学和经典力学的结论没有区别。经典力学狭义相对论广义相对论量子力学互为补充,互不矛盾,互不否定共同支撑起物理学科的骨架。宏观低速高速微观世界强引力
