内容正文:
第六章 万有引力与航天
经典力学的局限性
提出问题:
1、速度有无极限。
2、微观粒子的行为与宏观物体是否遵循相同的规律。
3、时间和空间是否是绝对一成不变的。
4、牛顿建立的经典力学已相当完善,爱因斯坦为什么还要提出相对论。相对论是否全盘否定了牛顿的经典力学理论。
古希腊的灿烂文化在漫长的黑暗中世纪中埋没风尘,黯然失色。15世纪,文艺复兴的大旗飘扬在欧洲大陆上,自然科学获得新的生命,蓬勃成长。科学巨匠N.哥白尼、第谷、J.开普勒、伽利略以及R.笛卡儿等先后驰名于欧洲。一场科学革命冲破了中世纪封建势力和经院哲学的层层罗网,不断取得胜利。
牛顿──伟大的科学家,经典物理学理论体系的建立者──正是在欧洲出现政治、经济和科学文化新变革的时代诞生的。
17 世纪牛顿力学构成了体系 . 可以说,这是物理学第一次伟大的综合 . 牛顿建立了两个定律,一个是运动定律,一个是万有引力定律,并发展了变量数学微积分,具有解决实际问题的能力 . 他开拓了天体力学这一科学,海王星和冥王星的发现就充分显示了这一点 .
经典力学中的空间和时间
力学的目的在于描述物体在空间中的位置如何随“时间”而改变.
这里,“位置”和“空间”应如何理解是不清楚的.设一列火车正在匀速地行驶,我站在车厢窗口松手丢下(不是用力投掷)一块石头到路基上. 那么,如果不计空气阻力的影响,我看见石头是沿直线落下的.从人行道上观察这一举动的行人则看到石头是沿抛物线落到地面上的.现在问:石头所经过的各个“位置”是“的确”在一条直线上,还是在一条抛物线上的呢?
借助于这一实例可以清楚地知道不会有独立存在的轨线(“路程——曲线”);而只有相对于特定的参考物体的轨线.
feiguanxingxi.swf
一、对牛顿运动定律受参考系限制的认识
可见,在非惯性系中,牛顿定律不再成立。
牛顿力学的绝对时空观
绝对的,真正的和数学的时间自己流逝着,并由于它的本性而均匀的与任何外界对象无关的流逝着。 ——牛顿
绝对空间,就其本质来说,独立于外界任何事物,总是始终如一和静止不动的。
——牛顿
二、经典力学受速度限制的分析
伽利略和牛顿的绝对时空观认为,同一物体运动的时间和长度(位移)在不同的参考系中,测