大学物理学 第二卷 近代物理基础 第6版 课件 17 广义相对论简介_第1页
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第十七章广义相对论简介CollegePhysics

大学物理第三节广义相对论的检验第二节广义相对论的基本假设

第一节惯性质量与引力质量第四节有引力场的空间与时间1.惯性质量与引力质量。2.广义相对论的基本假设。3.广义相对论的检验。CollegePhysics

大学物理本章核心内容弯曲的时空

第一节惯性质量与引力质量惯性质量是通过动力学测量的引力质量是通过静力学测量的F=m惯a

“惯性质量与引为质量成正比”和”惯性质量与引力质量相等”是等价的。

第二节广义相对论的基本假设1、狭义相对论遇到哪两个无法解决的问题?2、广义相对论的两个基本原理是什么?与狭义相对论的两个假设有什么不同?3、根据广义相对论的两个基本原理可以导出那些重要结论?思考

第二节广义相对论的基本假设一、超越狭义相对论的思考1、引力问题

万有引力定律无法纳入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？爱因斯坦思考狭义相对论无法解决的两个问题

第二节广义相对论的基本假设二、广义相对性原理和等效原理1、广义相对性原理(广义协变原理):

在任何参考系中，物理规律都是相同的。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。

表明，在任何小的时空区域内，我们无法通过任何可预见的实验区分均匀引力场和加速参照系。这意味着在局部范围内，我们无法区分引力和加速参照系引起的效应。

第二节广义相对论的基本假设

加速参考系等效于引力场。宇航员无法判断飞船在加速还是勾速飞离一个星球自由空间加速电梯

引力场中静止的电梯惯性力a=g惯性力

引力第三节广义相对论的检验1.水星近日点的进动

1859年发现，水星的运动轨迹并非严格椭圆.每转一圈长轴也略有转动，称为旋进(进动)。广义相对论的解释:

太阳质量使它周围的时空发生弯曲,

行星是在沿着弯曲时空的测地线运动，这个测地线并非是闭合的，也并不是严格的椭圆或双曲线，轨线的轴会随时间而缓慢进动，这样就有了永星近日点进动。第三节广义相对论的检验飞船外观察者看到这束光是直线传播的(水平向右)

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)二、物质的引力使光线发生弯曲

在加速运动的飞船中光线发生弯曲如果飞飞船做匀加速运动，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。第三节广义相对论的检验

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。

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:第三节广义相对论的检验3.引万红移

宇宙中有一类恒星，体积很小，质

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