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文档简介
第六节经典力学的局限性 经典力学的成就与局限性 经典力学只适用于处理物体的低速运动 v c 经典力学不适用于微观领域中物质结构和能量不连续的现象 经典力学规律只在惯性参考系中成立 经典力学规律只能用于宏观 低速 与光速相比 的情形 且只在惯性参考系中成立 牛顿运动定律与参考系 经典力学与与运动速度 惯性参考系 凡是牛顿定律成立的参考系 称为惯性参考系 简称惯性系 所有相对于惯性系作匀速直线运动的参考系都是惯性系 所有相对于惯性系作变速运动的参考系都是非惯性系 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 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 1905年 出生于德国的美籍物理学家阿尔伯特 爱因斯坦 1879 1955 发表了狭义相对论 这个理论指出在宇宙中唯一不变的是光线在真空中的速度 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 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 三 狭义相对论的基本原理 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 线性运动速度的加快 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 时钟变慢1 swf 相对长度爱尔兰物理学家乔治 佛兹杰拉德 1851 1901 提出 物质会在运动的方向上收缩 缩小 这意味着根据一个静止观察者的观点 一枚以接近光线运行的火箭所表现出的长度会比它静止时更短 尽管乘坐火箭的人看来并没有什么两样 爱因斯坦指出 任何物体以光速运动
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