人教版（2019）高中物理必修第二册课件：7.5相对论时空观与牛顿力学的相对性(共23张PPT)

7.5 相对论时空观与牛顿力学的相对性 第七章 万有引力与宇宙航行 学习目标 1. 知道牛顿力学的局限性， 2.了解经典力学在科学研究和生产技术中的应用， 3.体会人类对自然界的探索是不断深入的。 4.初步了解相对论的时空观，关注宇宙起源和演化研究进展。 经典的相对性原理 （1）惯性系： 牛顿运动定律成立的参考系。 相对于一个惯性参考系做匀速直线运动的另一个参考系也是惯性系。 （2）伽利略相对性原理 力学规律在任何惯性系中都是相同的. 设想人类可以利用飞船以0.2c的速度进行星际航行。如果飞船向正前方的某一星球发射一束激光。该星球上的观察者测量到的激光的速度是多少？ 一、相对论时空观 （1）相对性原理 在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的 （2）光速不变原理 在一切惯性参考系中，测量到的真空中的光速c都相同 狭义相对论的两个基本假设 相对论的时空观念与人们固有的时空观念差别很大，很难被普通人所理解。人们都称赞爱因斯坦伟大，但又常常弄不懂这伟大的内容。这使人们想起英国诗人波谱歌颂牛顿的诗句: 自然界和自然界的规律隐藏在黑暗中， 上帝说：“让牛顿去吧，” 于是一切都成为光明。 后人续写道: 上帝说完二百多年之后， 魔鬼说：“让爱因斯坦去吧，” 于是一切又回到黑暗中。 1、“同时”的相对性 车上的观察者:光同时到达车厢的前后两壁 地面上的观察者:光先到车厢后壁后到前壁 对于车厢内的人： 对于车厢外的人： 2、时间延缓效应 t>t0，时钟变慢效应 现实中v远小于c，故时间相差很小 时间延缓是相互的 h 时空相对性的实验验证 1971年，科学家将铯原子钟放在喷气式飞机中作环球飞行，然后与地面的基准钟对照．实验结果与理论预言符合的很好．这是相对论的第一次宏观验证． 3、长度收缩效应（尺缩效应） v 注意：长度收缩效应只发生在相对运动的方向上 物体的质量是否随着速度而变化？ 严格的论证表明，物体运动时的质量与它静止时的质量之间有下面的关系： m为运动质量 ﹥ m0为静止质量 4、质速关系 宏观物体的速度不可能达到光速 狭义相对论时空观与经典时空观的区别： 相对论时空观： 空间和时间与物质的运动状态有关 经典时空观： 空间和时间是脱离物质而