高三物理一轮复习 第12章第3课时 相对论课件 鲁科版.ppt

1 光学相对论简介 相对论 第十二章 2 一 相对论 一 狭义相对论的基本假设1 狭义相对性原理 在不同的惯性参考系中 一切物理规律都是的 2 光速不变原理 真空中的光速在不同的惯性参考系中都是的 注意 光速与光源的运动和观察者的运动无关 相同 相同 3 二 狭义相对论的几个重要结论1 同时的相对性 在一个参考系中的两个同时事件 在另一个参考系中不一定是同时的 即 同时 是相对的 由于光速不变 即光速在任何惯性系中都是相同的 那么当另一惯性系的速度能够和光速相比时 同时性就是相对的 即在一个惯性系中同时发生的两个事件 在另一惯性系中就不一定是同时发生的 而经典理论认为 同时发生的两个事件在任何参考系中看来都不存在时间上的先后 4 2 时间间隔的相对性 时间膨胀 或 钟慢效应 某一过程发生于惯性系s 中的某一固定地点 如果这一过程在s 中经过的时间间隔为t 则在以速度v相对于s 做匀速直线运动的惯性系s中用静止于其中的时钟计时观察 这一过程经历的时间间隔为t 且 这一效应称为时间膨胀 而经典理论认为 某两个事件的时间间隔在任何参考系 看来都是一样的 5 3 长度的相对性 长度收缩 或 尺缩效应 在相对于杆运动着的惯性系中沿运动方向测出的杆长l 比相对于杆静止的惯性参考系中测出的l 短 即 而经典理论认为 一定长度的物体在任何参考系中都是一样的长 6 4 质速关系当物体以速度为v运动时的质量为m 静止时的质量为m0 则有 m 速度很大时 质量明显大于静止质量 5 质能关系质能方程 e mc2 7 二 量子论初步1 普朗克的量子说物质辐射 或吸收 的能量e只能是某一最小能量单位的整倍数 e ne0 n 1 2 3 辐射是由一份份的能量组成的 一份能量就是一个量子 量子的能量大小取决于辐射的频率 量子的能量e0与频率 成正比 e0 式中h 6 63 10 34j s 称为普朗克常量 2 量子 化 所谓量子或量子化 本质是 不连续 h 8 狭义相对论的问题如图12 3 1所示 在真空中强强乘飞行速度为0 9c c为光速 的宇宙飞船追赶正前方的壮壮 壮壮的飞行速度为0 5c 强强向壮壮发出一束光进行联络 9 则壮壮观测到该光束的传播速度为 a 0 4cb 0 5cc 0 9cd 1 0c根据狭义相对论理论 光速是不变的 在任何参考系中都是c 选d 图12 3 1 10 变式训练1 如图12 3 2所示 考虑以下几个问题 图12 3 2 11 1 参考系o 相对于参考系o静止时 人看到的光速应是多少 2 参考系o 相对于参考系o以速度v向右运动 人看到的光速应是多少 3 参考系o相对于参考系o 以速度v向左运动 人看到的光速又是多少 解析 根据狭义相对论理论 光速是不变的 所以三种情况下 人看到的速度都应是c 12 基础训练 1 2010北京卷 属于狭义相对论基本假设的是 在不同的惯性系中 a 真空中光速不变b 时间间隔具有相对性c 物体质量不变d 物体的能量与质量成正比 解析 狭义相对论的两条假设分别是 在任何惯性系中真空中的光速不变和一切物理规律相同 a 13 基础训练 2 惯性系s中有一边长为l的正方形 如图a所示 从相对s系以接近光速沿x轴方向匀速飞行的飞行器上观察得到该正方形的图像形状是 c 14 基础训练 3 如果你驾驶一艘飞船以接近于光速的速度朝一星体飞行 你可以根据下述哪些变化发觉自己是在运动 a 你的质量在减少b 你的心脏跳动在慢下来c 你永远不能由自身的变化知道你是否在运动d 你在变大 c 15 基础训练 4 1905年爱因斯坦提出了狭义相对论 狭义相对论的出发点是以两条基本假设为前提的 这两条基本假设是 a 同时的绝对性与同时的相对性b 运动的时钟变慢与运动的尺子缩短c 时间间隔的绝对性与空间距离的绝对性d 相对性原理与光速不变原理 d 16 基础训练 d 17 基础训练 6 2010北京卷 太阳因核聚变释放出巨大的能量 同时其质