1广义相对论简介6

广义相对论简介学习目标1、了解广义相对论原理和等效原理2、了解广义相对论的几个结论复习回顾一、狭义相对论的两点假设：1、狭义相对性原理2、光速不变原理

二、由狭义相对论推出的几个结论1、“同时”的相对性2、动尺变短3、动钟变慢4、速度变换公式5、相对论质量6、质能方程一、超越狭义相对论的思考

爱因斯坦思考狭义相对论无法解决的两个问题：1、引力问题万有引力定律无法纳人狭义相对论的理论框架；2、非惯性系问题，狭义相对论只适用于惯性系，为什么惯性系具有这样的地位？狭义相对论无法解释二、广义相对性原理和等效原理1、广义相对性原理：在任何参考系中，物理规律都是相同的。伽利略相对性原理力学规律在任何惯性系都是相同的爱因斯坦狭义相对性原理(1905年)

在不同的惯性参考系中，一切物理规律都有是相同的；

爱因斯坦广义相对论原理（1916年）在任何参考系中(包括非惯系）所有的物理规律都是相同的，称为广义相对性原理。逻辑形式逐渐简约2、等效原理：

一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价。

如果飞船做匀加速运动，在光向右传播的同时，飞的速度也在不断增大，因此船上观察者记录下的光的径迹是一条抛物线。三、广义相对论的几个结论1、物质的引力使光线发生弯曲

如果飞船做匀速直线运动，船上观察者记录下的光的径迹是一条直线（虚线）

飞船外观察者看到这束光是直线传播的（水平向右）

通常物体的引力场都太弱，20世纪只能观测到太阳引力场引起的光线弯曲．太阳

由于太阳引力场的作用，我们有可能观测到太阳后面的恒星，最好的观测时间是发生日全食的时候．

1919年5月29日，发生日全食，英国考察队分赴几内亚湾和巴西进行观测，证实了爱因斯坦的预言，这是对广义相对论的最早证实．透镜效应

星球的强引力场能使背后传来的光线汇聚，这种现象叫做引力透镜效应．星体星体无法观测黑洞

宇宙中很可能存在黑洞，它不辐射电磁波，因此无法直接观测，但是它的巨大质量和极小的体积使其附近产生极强的引力场，引力透镜是探索黑洞的途径之一．2、引力场的存在使得空间不同位置的时间进程出现差别．

对于高速转动的圆盘，除了转动轴的位置外，各点都在做加速运动，越是靠近边缘，加速度越大，方向指向盘心．

地面上看到：越是靠近边缘，速度越大．根据狭义相对论，靠近边缘部位的时间进程较慢．

圆盘上的人认为：盘上存在引力场，方向由盘心指向边缘，靠近边缘的位置引力势较低，得出：引力势较低的位置，时间进程比较慢．各类星体对比

宇宙中有一类恒星，体积很小，质量却很大，叫做矮星，引力势比地球低的多，矮星表面的时间进程比较慢，哪里的发光的频率比同种的原子在地球上发光频率低，看起来偏红，这个现象叫做引力红移．3、引力红移狭义、广义相对论比较狭义相对论广义相对论不同的惯性参考系中一切物理规律都是相同的

任何参考系（包括非惯性系）中物理规律都是相同的真空中的光速在不同惯性参考系中都是相等的

一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价更进一步等效原理光速恒定爱因斯坦相对性原理广义相对性原理对于时空观的认识物质本身的存在决定时空的性质时空性质和物质的运动有关狭义相对论广义相对论惯性系平权所有参考系平权时空观光速恒定等效原理1．根据气体吸收谱线的红移现象推算，有的类星体远离我们的速度竟达光速c的80%，即每秒24万公里。下列结论正确的是（）

A．在类星体上测得它发出的光的速度是（1＋80％）cB．在地球上接受到它发出的光的速度是（1-80％）cC．在类星体上测得它发出的光的速度是cD．在地球上上测得它发出的光的速度是cCD2．如果你以接近于光速的速度朝一星体飞行，你是否可以根据下述变化发觉自己是在运动（）

A．你的质量在增加

B．你的心脏跳动在慢下来

C．你在变小

D．以上三种变化同时发生

E．你永远不能由自身的变化知道你的速度D3．用著名的公式E=mc2(C是光速)，可以计算核反应堆中为了产生一定的能量所需消耗的质量。下面的哪种说法是正确的？（）

A．公式E=mC2也可以用来计算一个手电筒发出一定能量光时所丢失的质量

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