相对论的诞生

1 / 5 相对论的诞生 本资料为 WoRD 文档，请点击下载地址下载全文下载地址 人教版物理选修 3-4 学案： 15、 1 相对论的诞生 编写人 :审核；高二物理组 寄语：梦想决定现实。但，当梦想只是梦想，现实就是另一种现实！ 学习目标 （ 1）了解经典的相对性原理 （ 2）知道相对性原理与电磁规律之间的矛盾 （ 3）知道狭义相对论的两个基本假设 学习重点、难点：狭义相对论的两点假设 学习方法：阅读小结 导读：牛顿的经典力学的基础就是以牛顿命名的三条定律，这一理论形成于十七世纪，在以后的两个多世纪里，牛顿力学 对科学和技术的发展起了巨大的推动作用，同时自身也得到了很大发展。但是，进入二十世纪，物理学研究的领域开始深入到了微观高速领域，这时人们发现牛顿力学在这些领域不再适用。物理学的发展要求对牛顿力学以及某些长期认为是不言自明的基本观念作出根本性的变革，物理学需要一场革命！ 二十世纪初诞生的相对论和量子力学就是这场从经典物理向近代物理变革的标志 2 / 5 学习过程： A 一、经典的相对性原理 1、惯性系： 牛顿运动定律成立的参考系 相对于一个参考系做匀速直线运动的另一个参考系也是 2、伽利略相对性原理 力学规律 在中都是相同的 还可表述为：在一个内进行的任何力学实验都不能判断这个是否相对于另一个惯性系做匀速直线运动；或者说，任何惯性系都是的。 A 二、相对性原理与电磁规律 牛顿的伽利略相对性原理是作为基本假设提出来的，它之所以为人们接受承认，一方面是牛顿力学在解决力学问题获得的巨大功；另一方面观察结果与人们的经验相符。 但是十九世纪中叶，人们在研究与物体运动有关的电磁现象时，发现在电磁现象的规律不符合相对性原理 其中最典型的就是的问题 任何参照系中测得的光在真空的速率都应该是这一数值 这一结论还特别为后 来的很多精确的实验所证实，最著名的是 1887 年所做的实验。它们都明确无误地证明光速的测量结果与光源和测量者的相对运动无关，亦即与参照系无关。 可见光和电磁波的运动不服从伽利略相对原理 . 3 / 5 上述的矛盾使物理学家面临两个选择，一是修正现有的理论，去迎合实验结果（这相对比较容易，但常常无效）；另一种主张彻底摆脱 “ 麦克斯韦电磁理论只适用于某一特殊的惯性系 ” ，创立全新的理论。爱因斯坦、庞加莱等人选择了后者并提出了两个假设。 A 三、狭义相对论的两个基本假设 1、狭义相对性原理 在不同的惯性参考系，一切都是相同的 2、光速不变原理 的光速在不同的惯性参考系中是的，光速与光源、观察者间的相对运动没有关系。 就是在看来如此简单且最一般的两个假设的基础上爱因斯坦建立了一套完整的理论 狭义相对论 3、对两个基本原理的正确理解 自然规律不仅包括力学规律，还包括电磁学规律等其他所有的物理学规律； 强调真空中的光速不变指大小既不依赖于光源或观察者的运动，也不依赖于光的传播方向 几十年来科学家采用各种先进的物理技术测量光速，结果都不违背光速不变原理。 B 课本问题与练 习 1、 4 / 5 结束语： 相对论的时空观念与人们固有的时空观念差别很大，很难被普通人所理解。人们都称赞爱因斯坦伟大，但又常常弄不懂这伟大的内容。这使人们想起英国诗人波谱歌颂牛顿的诗句 : 自然界和自然界的规律隐藏在黑暗中， 上帝说： “ 让牛顿去吧， ” 于是一切都成为光明。 后人续写道 :上帝说完多少年之后， 魔鬼说： “ 让爱因斯坦去吧， ” 于是一切又回到黑暗中。 反思小结： 15、 1 相对论的诞生检测卡 一、经典的相对性原理的表述方法 表述 1：力学规律在中都是相同的； 表述 2：在一个 内进行的任何力学实验都不能判断这个是否相对于另一个惯性系做匀速直线运动； 表述 3：任何惯性系都是的。 二、狭义相对论的两个基本假设 1、狭义相对性原理 在不同的惯性参考系，一切都是相同的 2、光速不变原理 5 / 5 的光速在不同的惯性参考系中是的，光速与光源、观察者间的相对运动没有关系。 小试牛刀： B 级设某人在以速度为 0、 5c 的飞船上，打开一个光源，则下列说法正确的是（） A、飞船正前方地面上的观察者看到这一