高中物理 必修二 相对论时空观与牛顿力学的局限性 课件

1、经典力学的局限性深圳第二外国语学校 郑欣Contents经典力学 两朵乌云 狭义相对论 量子力学 强引力经典力学 两朵乌云 强引力 量子力学 牛顿运动定律万有引力定律牛顿建立完整的经典力学体系狭义相对论 经典力学 两朵乌云 量子力学 威廉汤姆生 强引力 物理学大厦已建成，以后的工作仅仅只是内部的装修和粉刷。但大厦的上空还漂浮着两朵乌云！狭义相对论 经典力学 两朵乌云 狭义相对论 量子力学 第一朵乌云 迈克耳逊莫雷实验迈克尔逊 被授予了1907年度诺贝尔物理学奖 强引力 经典力学 两朵乌云 狭义相对论 量子力学 强引力 例如: 船在水中流，水速2m/s，船相对于水顺流而下的速度1m/s，则船相对

2、于岸的速度为3m/s。迈克耳逊莫雷实验结果: 不论地球运动的方向同光射向一致或者相反，测出的光速都相同。牛顿力学的绝对时空观: 伽利略和牛顿的绝对时空观认为,同一物体运动的时间和长度(位移)在不同的参考系中,测量结果是相同的.经典力学 两朵乌云 量子力学 从低速到高速 强引力 1905年，爱因斯坦（18791955）发表了狭义相对论: 在宇宙中唯一不变的是光在真空中的速度，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。狭义相对论 经典力学 两朵乌云 量子力学 强引力 高速世界（接近光速） 物体的质量随速度的增大而增大随着物体线性运动速度的加快，时间会变慢物体的

3、长度会随着速度的增大而缩短狭义相对论 经典力学 两朵乌云 量子力学 第二朵乌云黑体辐射的紫外灾难19世纪末，卢梅尔（Lummer 18601925）等人的著名实验黑体辐射实验，发现黑体辐射的能量不是连续的，它按波长的分布仅与黑体的温度有关。怎样解释黑体辐射实验的结果呢？当时，人们都从经典物理学出发寻找实验的规律。前提和出发点不正确，最后都导致了失败的结果。 强引力 狭义相对论 维恩 获得1911年度的诺贝尔物理奖。瑞利 获1904年度诺贝尔物理学奖。经典力学 两朵乌云 量子力学 从宏观到微观普朗克 获得1918年诺贝尔物理学奖1900年普朗克提出一种能对热辐射进行准确描述的新理论，但只有引进一

4、个全新的概念“量子”。 强引力 狭义相对论 量子力学正确地描述微观粒子运动的规律性，并在现代科学技术中发挥了重要作用。 爱因斯坦的广义相对论 经典物理学 两朵乌云 量子力学 强引力 狭义相对论 太阳水星水星的公转轨道这不断旋进经典物理学 两朵乌云 量子力学 强引力 狭义相对论 牛顿万有引力定律与爱因斯坦引力理论的主要差异： 牛顿的万有引力定律认为：物体的半径减小时，其表面上的万有引力与半径的二次方成反比地增大，对于半径接近于零质点的物体，其表面上的万有引力接近于无穷大。 爱因斯坦理论认为：物体的半径减小时，其表面上的万有引力比二次方成反比规律增大得快，引力趋于无穷大发生在接近一个“引力半径”的时候。经典力学 两朵乌云 强引力 量子力学 相对论和量子力学的出现，是否表示经典力学失去了意义? 相对论和量子力学的出现，说明人类对自然界的认识更加广泛和深入，而不表示经典力学失去了意义它只是使人们认识到经典力学有它的适用范围：