第15章第4节狭义相对论简介教学课件 （共15张PPT）

(共15张PPT)
广义相对论简介
人类史上首张黑洞照片发布
2019年4月10日，事件视界望远镜（EHT）国际合作组织在全球六地同步召开新闻发布会，宣布他们已经捕获了首张黑洞照片。
狭义相对论的困难
困难之一：无法解释惯性系的优先地位
狭义相对性原理表明：对于一切物理过程的规律的表述，一切惯性系都是等价的。
人在舟中，闭牖而坐，舟行而人不觉。
狭义相对论的困难
困难之二：万有引力定律无法纳入相对论的体系
牛顿理论 狭义相对论
超距作用的观点 光速c是自然界中速度的极限
广义相对论的基本原理
1. 广义相对性原理（principle of general relativity ）
在任何参考系中，物理规律都是相同的。
广义相对论的基本原理
2. 等效原理（equivalence principle）
引力质量和惯性质量等效
广义相对论的基本原理
2. 等效原理（equivalence principle）
引力质量和惯性质量等效
引力和惯性力等效
引力场和惯性场等效
广义相对论的基本原理
2. 等效原理（equivalence principle）
万有引力是时空弯曲的表现。
广义相对论的主要结论及检验
1. 时钟变慢与引力红移
时空弯曲的地方，钟也会变慢！
太阳表面的氢光谱频率
地球上的氢光谱频率
2. 水星轨道近日点的进动
牛顿理论预言：轨道为封闭的椭圆
天文观测：近日点每百年有5600角秒的进动
考虑其他天体影响后：还有43角秒无法解释
广义相对论：成功解释了43角秒的进动
广义相对论的主要结论及检验
3. 光线偏折
广义相对论预言：
光线在引力场中会发生偏折。
广义相对论的主要结论及检验
爱丁顿
（1882-1944）
1919年5月29日，爱丁顿率领观测队拍摄到的日全食照片 →
牛顿理论 0.875角秒
广义相对论 1.75角秒
观测结果 1.61角秒
1.98角秒
课堂小结
广义相对论
基本原理
结论与检验
广义相对性原理
等效原理
引力红移
轨道进动
光线偏折
科学本质观
从相对论看科学的本质
新理论要能解释已有理论无法解释的现象；
新理论要能预言新的现象；
3. 科学理论必须具有可检验性；
4. 科学的探索永无止境！