内容正文:
第六章 万有引力与航天
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,海王星和冥王星的发现就充分显示了这一点 .
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一、经典力学受参考系限制
在惯性系中,牛顿定律成立;
在非惯性系中,牛顿定律不成立.
二、经典力学受速度限制
牛顿力学的绝对时空观: 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,测量结果是相同的.
牛顿的局限
1)绝对时空观
认为时间与空间无关,时空与运动无关,是绝对的物理量。
2)当一些问题牛顿解释不了时,它就只好用上帝的万能来解释,为此牛顿花费了后半生的心血,这正是牛顿的悲剧。
1905年,爱因斯坦(1879─1955)发表了狭义相对论:
在宇宙中唯一不变的是光在真空中的速度,其它任何事物─速度、长度、质量和经过的时间,都随观察者的参考系(特定观察)而变化。
三、狭义相对论的基本原理
1、相对性原理
这意味着绝对时间、绝对空间等都是错误的。
不论用什么方法都找不到绝对参照系, 即根本不存在绝对参照系,一切惯性系都是平权的。
同时的相对性1.
同时的相对性2.
一切彼此作匀速直线运动的惯性系,对于描述物理规律都是等价的。或在所有惯性系中,物理规律都具有相同的形式。
Einstein
现代时空
的创始人
爱因斯坦火车:
同时到达A、B
火车上的观测者说:光源在AB的中点,应同时到达A、B两点.地面上的人看见先到达B点,后到A点。
A
B
K’系
中点
A
B
K’系
中点
先到B点
再到A点
K系
D
C
K系
D
C
(1)相对时间
狭义相对论认为时间不是绝对的(即固定不变的)。爱因斯坦指出,随着物体(观察者所见到的)运动速度的加快,时间会变慢。
使用同步原子钟已证实了这个结论的正确性,将一个钟表留在地面上,而携带另一个以很快速度移动(如在喷气式飞机上),随后进行比较,静止的钟表总比另一个稍微快一点。
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运动的物体和静止的物体相比不仅质量变了,而且沿运动方向的长度和时间都要变化,都具有相对性。
下面的事例可以帮