5.2 相对论时空观简介 课件-2024-2025学年高一下学期物理教科版（2019）必修第二册

相对论时空观简介 1 譬如人在舟中，闭牖而坐，舟行而人不觉。 地恒动不止而人不知， 2 相对论的诞生 01 3 时间与空间都是独立于物体及其运动而存在的。这种绝对时空观，也叫牛顿力学时空观。 1、绝对时空观 4 按照麦克斯韦电磁场理论，真空中的光速是一个常量，在不同惯性参考系中应当有相同的值，这与经典力学相矛盾。 1、绝对时空观 5 （1）相对性原理 （2）光速不变原理 2、相对论的两个基本假设 6 狭义相对论 02 7 同时是相对的：相隔一定距离发生的两件事，在一个参考系中观测是同时发生的，在相对于此参考系运动的另一个参考系中观测就可能是一先一后发生的。 同时是绝对的：时间的测量与参考系无关。 1、同时的相对性 8 假设一列火车在平直轨道上以极高速度匀速驶过站台，在车厢正中放有一个闪光灯。现在让灯发出一次闪光向周围传播,在车上观测和在站台上观测的人认为闪光是同时到达车厢前壁和后壁的吗？ 1、同时的相对性 学生活动一：探究时间相对性 9 1、同时的相对性 10 1、同时的相对性 11 结论：体会理想实验的魅力 在车上观测的人认为:闪光是同时到达前后壁的。 在站台上观测的人认为:闪光是先到达后壁然后到达前壁的。 1、同时的相对性 12 假设火车在平直轨道上高速匀速驶过站台，车厢中小丽坐在一张小桌旁，现在小丽拍了两下桌子。在车上观测和在站台上观测的人认为小丽两次拍桌子之间的时间间隔相同吗？ 学生活动二：体会运动时钟变慢 2、运动时钟变慢 13 2、运动时钟变慢 在车厢内观测：小丽是在同一地点，拍了两次桌子。 两次拍桌子之间的时间间隔记作： （固有时） 。 在站台上观测：需要两只安装在站台上的同步的钟。因为以地面为参考系，小丽是在不同地点各拍了一下桌子。两只钟给出两次拍桌子之间的时间间隔。记作： 。 14 动钟变慢 2、运动时钟变慢 15 在车厢内测量 3、长度的相对性 称为固有长度，或称为静长。 16 设想一下，你在站台上拿一根长尺，想测量同一窗户的水平宽度，该怎么测呢？ 学生活动三：探究长度的相对性 3、长度的相对性 17 3、长度的相对性 在站台上测量 18 在站台上测量 3、长度的相对性 19 不同时 在站台上测量 地面参考系 3、长度的相对性 20 3、长度的相对性 以地面为参考系，窗户的宽度 时间为： 为固有时间 21 车厢参考系 3、长度的相对性 有 时间为： 固有长度 22 3、长度的相对性 车厢参考系 固有长度 固有时间 l 地面参考系 注意： 23 3、长度的相对性 动尺收缩 24 相对论质量 质能方程 4、相对论质量和能量 经典力学中，质量和能量是分别量度的。 25 经典时空观是相对论时空观在低速范围内的特殊表现。探索太空的宇宙航行能够实现就是证明。 5、相对论时空观 经典时空观 26 广义相对性原理 等效原理 27 广义相对论 03 28 学生活动四：共享知识 请同学们将课前收集到的广义相对论相关文字资料与视频在小组内分享，并选出本组最有代表性的文字资料或视频进行课堂展示。 29 1、引力作用使光波发生频移 30 2、水星轨道困惑 31 3、两天体绕转会向外界辐射引力波 32 4、时空弯曲 33 时间、空间不仅是相对的，组成一个密切联系、不可分割的整体。并且不能脱离这个物质世界而单独存在。 广义相对论 34 现在，这根接力棒就要传递到当代青少年的手中，请大家一定要立志接好下一棒，为祖国争光，为推动科学和社会的进步而努力。 接好手中接力棒 35 课堂小结 1、相对论的诞生 2、狭义相对论 3、广义相对论点滴 36 课后作业 搜集相对论相关资料并在班级活动中展示。 37 $$