5.2 相对论时空观 课件-2021-2022学年高一下学期物理粤教版（2019）必修第二册

深圳大学附属中学 THE AFFILIATED HIGH SCHOOL OF SHEN ZHEN UNIVERSITY 相对论时空观 学科：物理 年级：高一 教材版本：粤教版 --深大附中物理组 深圳大学附属中学 THE AFFILIATED HIGH SCHOOL OF SHEN ZHEN UNIVERSITY 思考与讨论 深圳大学附属中学 THE AFFILIATED HIGH SCHOOL OF SHEN ZHEN UNIVERSITY 思考与讨论 似曾相识？ 深圳大学附属中学 THE AFFILIATED HIGH SCHOOL OF SHEN ZHEN UNIVERSITY 狭义相对论的基本假设 ——詹姆斯·克拉克·麦克斯韦 （James Clerk Maxwell，1831年~1879年），出生于苏格兰爱丁堡，英国物理学家、数学家。经典电动力学的创始人，统计物理学的奠基人之一。 主要成就： ①创建英国第一个专门的物理实验室 ②建立了麦克斯韦方程组 ③创立了经典电动力学 ④预言了电磁波的存在 ⑤提出了光的电磁说 19世纪，英国物理学家麦克斯韦根据电磁场理论预言了电磁波的存在，并证明电磁波的传播速度等于光速c。 深圳大学附属中学 THE AFFILIATED HIGH SCHOOL OF SHEN ZHEN UNIVERSITY 狭义相对论的基本假设 我们都知道： 静止是相对的，运动是绝对的。描述物体运动情况的时候都需要选择相应的参考系，那麦克斯韦所说的电磁波的传播速度等于光速c是相对于哪个参考系而言的呢？当代科学家们纷纷对此进行了探究。 深圳大学附属中学 THE AFFILIATED HIGH SCHOOL OF SHEN ZHEN UNIVERSITY 狭义相对论的基本假设 迈克尔逊－莫雷实验(Michelson-Morley Experiment)，是1887年迈克尔逊和莫雷在美国克利夫兰做的用迈克尔逊干涉仪测量两垂直光的光速差值的一项著名的物理实验。但结果证明光速在不同惯性系和不同方向上都是相同的，由此否认了以太（绝对静止参考系）的存在，从而动摇了经典物理学基础，成为近代物理学的一个开端，在物理学发展史上占有十分重要的地位。 这与牛顿力学中不同参考系之间的速度变换关系不符！ 深圳大学附属中学 THE AFFILIATED HIGH SCHOOL OF SHEN ZHEN UNIVERSITY 狭义相对论的基本假设 相对性原理： 光速不变原理： 在所有的惯性系中，一切物理规律都是相同的。 在所有的惯性系中，测得的真空中的光速都相同。 深圳大学附属中学 THE AFFILIATED HIGH SCHOOL OF SHEN ZHEN UNIVERSITY 时空相对性 同时性的相对性：两个事件是否同时发生，与参考系的选择有关。 深圳大学附属中学 THE AFFILIATED HIGH SCHOOL OF SHEN ZHEN UNIVERSITY 时空相对性 分别从甲乙同学的角度计算信号往返所需时间？ 同一事件，车上，站台上所测时间间隔不同，车上所测时间间隔要短。 深圳大学附属中学 THE AFFILIATED HIGH SCHOOL OF SHEN ZHEN UNIVERSITY 时空相对性 深圳大学附属中学 THE AFFILIATED HIGH SCHOOL OF SHEN ZHEN UNIVERSITY 时空相对性 没有尺子，只有一个钟。分别在车上，站台上测量站台的长度？ 长度收缩： 当物体相对于观察者运动时，在运动的方向上，观察者测量到该物体的长度要缩短，而垂直运动方向的长度不会发生变化。 深圳大学附属中学 THE AFFILIATED HIGH SCHOOL OF SHEN ZHEN UNIVERSITY 时空相对性 深圳大学附属中学 THE AFFILIATED HIGH SCHOOL OF SHEN ZHEN UNIVERSITY 时空弯曲 $