2018-2019学年高中物理鲁科版必修2（课件+检测）：第6章 第1节　高速世界 第2节　量子世界 (2份打包)

第1节　高速世界 第2节　量子世界 学 习 目 标 知 识 脉 络 1.了解高速世界的两个基本原理，知道时间延缓、长度缩短、质速关系、质能关系和时空弯曲，能应用相对论知识解释简单的现象．(重点) 2.了解经典物理学的局限性，知道经典时空观与相对论时空观之间的关系．(重点) 3.了解普朗克“量子假说”的背景和“量子假说”的主要内容，体会经典力学的局限性. 4.了解爱因斯坦“光量子说”的含义，知道光具有波粒二象性．(难点) 爱 因 斯 坦 的 狭 义 相 对 论 1．两个基本原理 (1)相对性原理 所有物理规律在一切惯性参照系中都具有相同的形式． (2)光速不变原理 在一切惯性参照系中，测量到的真空中的光速c都一样(c＝3×108 m/s)． 2．两个效应 (1)时间延缓效应 ①在相对论时空观中，运动的时钟比静止的时钟走得慢． ②关系式为Δt＝，Δt′为运动时间，Δt为静止时间． (2)长度收缩效应 ①在相对于物体运动着的惯性系中沿运动方向测出的物体长度，比在相对静止的惯性系中测出的长度变小． ②关系式： l′＝l. 3．两种关系 (1)质速关系 ①在经典力学中，物体的质量与物体的运动无关．但在相对论中，运动物体的质量随其运动速度的变化而变化． ②关系式：m＝ 其中m为物体的运动质量，m0为静止质量，v为物体相对惯性系的运动速度． (2)质能关系 ①按照相对论及基本力学定律可推出质量和能量有如下关系：E＝mc2，这就是著名的质能关系式． ②质量和能量是物质不可分离的属性，当物质的质量减少或增加时，必然伴随着能量的减少或增加，其关系为ΔE＝Δmc2. 1．汽车运动时没发现长度变化，故狭义相对论是错误的．(×) 2．由质能关系可知，质量就是能量，能量也就是质量，二者无区别．(×) 3．时钟延缓效应是低速的时钟比高速的时钟走得慢．(×) 如果你使一个物体加速、加速、再加速，它的速度会增加到等于光速甚至大于光速吗？ 【提示】　不能．因为物体的质量随速度的增大而增大，假若物体的速度趋近于光速，这时物体的质量会趋近于无穷大，故不可能把物体的速度增大到等于光速，当然更不可能大于光速，因为光速是速度的最大值． 1．半人马星座α星是离太阳系最近的恒星，它距地球为4.3×1016 m．设有一宇宙飞船自地球往返于半人马星座α星之间． (1)若宇宙飞船的速率为0.999c，按地球上时钟计算，飞船往返一次需要时间为________s. (2)如以飞船上时钟计算，往返一次的时间为________s. 【解析】　(1)由于题中恒星与地球的距离s和宇宙飞船的速度v均是地球上的观察者测量的，故飞船往返一次，地球时钟所测时间间隔 Δt＝＝2.87×108 s. (2)可从相对论的时间延缓效应考虑．把飞船离开地球和回到地球视为两个事件，显然飞船上的钟测出两事件的时间间隔Δt′是固定的，地球上所测的时间间隔Δt与Δt′之间满足时间延缓效应的关系式．以飞船上的时钟计算，飞船往返一次的时间间隔为 Δt′＝Δt＝1.28×107 s. 【答案】　(1)2.87×108 s　(2)1.28×107 s 2．一支静止时长l的火箭以v的速度从观察者的身边飞过． (1)火箭上的人测得火箭的长度应为________． (2)观察者测得火箭的长度应为________． (3)如果火箭的速度为光速的二分之一，观察者测得火箭的长度应为________. 【导学号：45732162】 【解析】　(1)火箭上的人测得的火箭长度与火箭静止时测得的长度相同，即为l. (2)火箭外面的观察者看火箭时，有相对速度v，测量长度将变短，由相对论长度收缩效应公式知l′＝l，其中c为真空中的光速． (3)将v＝l.代入长度收缩效应公式得l′＝ 【答案】　(1)l　(2)ll　(3) 3．太阳内部不停地发生着剧烈的热核反应，在不断地辐射能量．因而其质量也不断地减少．若太阳每秒钟辐射的总能量为4×1026 J，试计算太阳在1 s内失去的质量为________kg. 【解析】　由太阳每秒钟辐射的能量ΔE可得其每秒内失去的质量为： Δm＝×1010kg≈4.4×109 kg.kg＝＝ 【答案】　4.4×109 量 子 化 理 论 1．量子假说的内容 (1)物质辐射(或吸收)的能量E只能是某一最小能量单位的整数倍，即E＝nε(n＝1,2,3，…)． (2)辐射是由一份份的能量组成的，一份能量叫做一个量子．量子的能量大小取决于辐射的波长，量子的能量ε与频率ν成正比，即ε＝hν＝h，h为普朗克常数．(h＝6.63×10－34 J·s) 2．量子化 本质是不连续性，在微观世界里，量子化或不连续性是明显的．微观物质系统的存在是量子化的，物质之间传递的相互作用量是量子化的，物体的状态及其变化也是量子化的