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第十五章 相对论简介 章末整合提升 1 网络构建 客观简明了然 2 分类突破 整合释疑点拨 3 章末整合提升 网络构建 客观简明了然 相 对 论 狭义相 对论 两个基本假设 狭义相对性原理 光速不变原理 几个重要结论 “同时”的相对性 长度的相对性： 时间的相对性： 4 章末整合提升 相 对 论 狭义相 对论 几个重要结论 相对论质量公式： 质能方程：Emc2 相对论速度变换公式： 5 章末整合提升 相 对 论 广义相 对论 两个基本原理 广义相对性原理 等效原理 重要结论 光在引力场中传播时，将会发生偏折 引力作用使光波发生频移 引力场中时间会延缓，引力越强，时 钟就走得越慢 宇宙的演化 6 分类突破 整合释疑占拨 章末整合提升 一、时间和空间的相对性 1.与运动的惯性系相对静止的人认为两个事件时间间隔为 0，地面观察者测得的时间间隔为t，则两者之间关系为 t . 7 章末整合提升 2.设尺子的固有长度为l0，观察者与被测物体有相对运动时， 尺子的长度为l，则有ll0 ，即沿运动方向上的长度 缩短了.这就是相对论中长度的相对性. 8 章末整合提升 例1 如图1所示，列车以速度v匀速运动， 在车厢里的人量得车厢高为d，一相对于车厢 静止的尺子的长度为L0.请思考： (1)地面上的人量得的车厢高度为多少？ 图1 解析 由于在竖直方向上车厢没有速度，所以地面上 的人量得车厢高度仍为d； 答案 d 9 章末整合提升 (2)地面上的人测得的尺子的长度为多少？ 10 章末整合提升 例2 一个以2108 m/s的速度运动着的球，半径为a，试分 析静止着的人观察球会是什么样的形状？ 11 章末整合提升 动方向，球的长度不变为2a.因此静止的人观察球的形状会是 长轴为2a、短轴为1.49a的椭球体. 答案 长轴为2a、短轴为1.49a的椭球体 12 章末整合提升 二、质速关系和质能方程 1.质速关系 物体的质量会随物体的速度的增大而增大，物体以速度v运 动时的质量m与静止时的质量m0之间的关系m . 13 章末整合提升 (1)vc时，( )20此时有mm0，也就是说：低速运动的物 体，可认为其质量与物体的运动状态无关. (2)物体的运动速率无限接近光速时，其相对论质量也将无限 增大，其惯性也将无限增大.其运动状态的改变也就越难，所 以超光速是不可能的. 14 章末整合提升 2.质能关系 (1)相对于一个惯性参考系，以速度v运动的物体其具有的相 对论能量 其中E0m0c2为物体相对于参考系静止时的能量. (2)物体的能量变化E与质量变化m的对应关系为Emc2. 15 章末整合提升 例3 一个静止的电子(m09.11031 kg)被电压为106 V的 电场加速后，其质量为多少？速率为多大？ 解析 EkeU1.61019106 J1.61013 J， Ekmc2m0c2 所以m m0 kg9.11031 kg2.6910 30 k
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