7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性-2021-2022学年高一物理同步寓教于乐课件（人教版2019必修第二册）

7.5 相对论时空观与牛顿力学的局限性 第7章 万有引力与宇宙航行 一、牛顿力学 哥白尼 日心说 亚里士多德 伽利略 第谷 开普勒 笛卡尔 牛顿 一、牛顿力学 如果河水以相对河岸的速度v水流动，河中的船以相对于水的速度v船顺流而下，则船相对于岸边的速度为： 这类表达式，称为伽利略变换，是牛顿力学研究相对运动问题的基本原理之一。 v合=v船+v水 一、牛顿力学 设想人类可以利用飞船以0.2c的速度进行星际航行。若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？ 利用伽利略变换，该星球上的观察者测量到的激光的速度应该是： 0.2c + c = 1.2c ? 一、牛顿力学 1887年迈克尔逊和莫雷在美国克利夫兰做的一项著名物理实验，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。 迈克尔逊一莫雷实验:如果地球和以太存在相对运动，则两束光返回的时间会有微小差别，但实验中并未发现任何时间差。 二、相对论时空观 爱因斯坦假设 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。 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。 二、相对论时空观 爱因斯坦假设 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。 假设一列火车沿平直轨道飞快地匀速行驶。车厢中央的光源发出了一个闪光，闪光照到了车厢的前壁和后壁。 车上的观察者以车厢为参考系，因为车厢是个惯性系，光向前、后传播的速率相同，光源又在车厢的中央，闪光当然会同时到达前后两壁。 对于车下的观察者来说，他以地面为参考系，因闪光向前、后传播的速率对地面也是相同的，在闪光飞向两壁的过程中，车厢向前行进了一段距离，所以向前的光传播的路程长些。他观测到的结果应该是：闪光先到达后壁，后到达前壁。 时间不再是绝对的，而是相对的——同时性是相对的。 闪光同时到达前后侧壁 闪光先到达后方侧壁 二、相对论时空观 爱因斯坦假设 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。 在爱因斯坦两个假设的基础上，经过严格的数学推导，可以得到下述结果： 在系处发生两个事件： 在系中： 发出光信号： 接