经典力学的局限性
图片预览
文档简介
(共13张PPT)
经典力学的局限性
火车
从地面上物体的运动到天体的运动，从现代的交通工具到人造卫星、宇宙飞船等，这些运动都需要服从经典力学的规律。
从地面上物体的运动到天体的运动，从现代的交通工具到人造卫星、宇宙飞船等，这些运动都需要服从经典力学的规律。
飞机
从地面上物体的运动到天体的运动，从现代的交通工具到人造卫星、宇宙飞船等，这些运动都需要服从经典力学的规律。
宇宙飞船
一、低速到高速
20世纪初，著名物理学家爱因斯坦的狭义相对论不同于经典力学的观念和结论。
如：在经典力学中，物体的质量m是不随运动状态改变的，而狭义相对论指出，质量要随着物体运动速度的增大而增大，即
m =
m0
v2
c2
1－
式中m0是静止时的质量，m是物体速度为v时的质量，c是真空中的光速。
一、低速到高速
在低速运动中，如地球以3×104m/s的速度绕太阳公转时，它的质量增大十分微小，可以忽略，经典力学完全适用。但如果物体的速度接近光速c，列如速度v=0.8c时，物体的质量约增大到静止质量的1.7倍。这时，经典力学就不适用了。
19世纪末摸20世纪初，物理学研究深入到微观世界，发现了电子、质子、中子等微观粒子。它们具有粒子性和波动性，它们的运动规律在很多情况下不能用经典力学来说明。
二、从宏观到微观
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
20世纪20年代，量子力学建立，它准确描述了微观粒子运动的规律，并在现代科学技术中发挥了重要作用。
二、从宏观到微观
经典力学的适用范围：只适用与低速运动，不适用于高速运动；只适用与宏观世界，不适用与微观世界。
三、从弱引力到强引力
在太阳或者行星的引力场中，由爱因斯坦或牛顿的理论得出的引力没有很大的差别。但宇宙是一个天体，如白矮星，它们的质量接近太阳，半径却与地球差不多，因此密度高达108～1010kg/
m3，中子星的密度更达1016～1019kg/m3。这些天体的引力比常见的引力强得多，牛顿的引力理论已经不适用了。
三、从弱引力到强引力
历史上的科学成就不会被新的科学成就所否定。当物体的运动速度远小于光速c时，相对论物理学与经典物理学的结论没有区别；当另一个重要常数即“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。相对论与量子力学都没有否定过去的科学，而只认为过去的科学是自己在一定条件下的特殊情形。
科学家——牛顿
牛顿（1643年—1727年），数学家、科学家和哲学家，同时是英国当时炼金术热衷者。他在1687年7月5日发表的《自然哲学的数学原理》里提出的万有引力定律以及他的牛顿运动定律是经典力学的基石。牛顿还和莱布尼茨各自独立地发明了微积分。他总共留下了50多万字的炼金术手稿和100多万字的神学手稿。
牛顿被誉为人类历史上最伟大的科学家之一。他的万有引力定律在人类历史上第一次把天上的运动和地上的运动统一起来，为日心说提供了有力的理论支持，使得自然科学的研究最终挣脱了宗教的枷锁。
牛顿还发现了太阳光的颜色构成，还制作了世界上第一架反射望远镜。
科学家——牛顿
经典力学的局限性
火车
从地面上物体的运动到天体的运动，从现代的交通工具到人造卫星、宇宙飞船等，这些运动都需要服从经典力学的规律。
从地面上物体的运动到天体的运动，从现代的交通工具到人造卫星、宇宙飞船等，这些运动都需要服从经典力学的规律。
飞机
从地面上物体的运动到天体的运动，从现代的交通工具到人造卫星、宇宙飞船等，这些运动都需要服从经典力学的规律。
宇宙飞船
一、低速到高速
20世纪初，著名物理学家爱因斯坦的狭义相对论不同于经典力学的观念和结论。
如：在经典力学中，物体的质量m是不随运动状态改变的，而狭义相对论指出，质量要随着物体运动速度的增大而增大，即
m =
m0
v2
c2
1－
式中m0是静止时的质量，m是物体速度为v时的质量，c是真空中的光速。
一、低速到高速
在低速运动中，如地球以3×104m/s的速度绕太阳公转时，它的质量增大十分微小，可以忽略，经典力学完全适用。但如果物体的速度接近光速c，列如速度v=0.8c时，物体的质量约增大到静止质量的1.7倍。这时，经典力学就不适用了。
19世纪末摸20世纪初，物理学研究深入到微观世界，发现了电子、质子、中子等微观粒子。它们具有粒子性和波动性，它们的运动规律在很多情况下不能用经典力学来说明。
二、从宏观到微观
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
20世纪20年代，量子力学建立，它准确描述了微观粒子运动的规律，并在现代科学技术中发挥了重要作用。
二、从宏观到微观
经典力学的适用范围：只适用与低速运动，不适用于高速运动；只适用与宏观世界，不适用与微观世界。
三、从弱引力到强引力
在太阳或者行星的引力场中，由爱因斯坦或牛顿的理论得出的引力没有很大的差别。但宇宙是一个天体，如白矮星，它们的质量接近太阳，半径却与地球差不多，因此密度高达108～1010kg/
m3，中子星的密度更达1016～1019kg/m3。这些天体的引力比常见的引力强得多，牛顿的引力理论已经不适用了。
三、从弱引力到强引力
历史上的科学成就不会被新的科学成就所否定。当物体的运动速度远小于光速c时，相对论物理学与经典物理学的结论没有区别；当另一个重要常数即“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。相对论与量子力学都没有否定过去的科学，而只认为过去的科学是自己在一定条件下的特殊情形。
科学家——牛顿
牛顿（1643年—1727年），数学家、科学家和哲学家，同时是英国当时炼金术热衷者。他在1687年7月5日发表的《自然哲学的数学原理》里提出的万有引力定律以及他的牛顿运动定律是经典力学的基石。牛顿还和莱布尼茨各自独立地发明了微积分。他总共留下了50多万字的炼金术手稿和100多万字的神学手稿。
牛顿被誉为人类历史上最伟大的科学家之一。他的万有引力定律在人类历史上第一次把天上的运动和地上的运动统一起来，为日心说提供了有力的理论支持，使得自然科学的研究最终挣脱了宗教的枷锁。
牛顿还发现了太阳光的颜色构成，还制作了世界上第一架反射望远镜。
科学家——牛顿