7.5 相对论时空观与牛顿力学的局限性 课件-2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

5 相对论时空观与牛顿力学的局限性 ◇经典时空观 1.当高铁列车运行时，高铁列车上乘客观察到的时间与车厢长度和地面上的观察者相同吗？ ◇经典时空观（绝对时空观） (1)同时的绝对性 (2)时间间隔的绝对性 (3)空间距离的绝对性 时间、长度和质量这三者都与参考系的运动无关。 ◇经典时空观 2.列车的速度是160km/h，如果车上列车员以1m/s的速度沿车厢前进，以地面上的观察者为参考系列车员的速度是多大？ 3.若人类可以利用飞船以0.2c的速度进行星际航行，飞船向正前方的某一星球发射一束激光，星球上的观察者测量到的激光速度是多少？ ◇迈克尔逊—莫雷实验 ◇相对论时空观 (1)不同惯性参考系,物理规律相同 1、两条基本假设 (2)任何惯性系光速不变 ◇同时的相对性 一列火车以速度v相对于地面高速运动，某一时刻火车上的乘客与站台上静止的人正好面对面，此时与站台站立的人距离相等的两个位置发出了两个闪电。 1 .对站台上静止的人来说，两边的闪电是否同时到达？ 2. 对高速行驶的列车上的乘客来说，两边闪电是否同时到达？为什么？ ◇同时的相对性 ◇动钟变慢的理论证明 高速运行的车厢内，从下面发出的一个光子到顶端后再反射回底部，车厢内的人观察这一现象时间间隔为t0，车厢外的人观察这一现象的时间间隔为t’，在光速不变的认识下推导t0和t’之间的关系。 ◇相对论时空观 (1)同时是相对的 (3)动尺变短 (4)运动的物体质量变大 2、狭义相对论结论 (2)动钟变慢 时间、长度和质量这三者都与参考系的运动有关。 ◇铯原子钟环球旅行实验验证时间延迟效应 ◇我们在地球上能观察到μ子吗？ 宇宙射线中的粒子碰撞大气分子产生μ子，μ子的速度接近光速为0.99c,μ子的平均寿命为2微秒，然后衰变成多个其他粒子。假设某一个μ子生成在10000m的高空，我们能否在地面检查到这个μ子。 ◇经典力学的适用范围 经典力学 狭义相对论 广义相对论 量子力学 宏观低速 高速 微观世界 强引力 $