【物理】15.1《相对论的诞生》精品课件(新人教版选修3-4)25

1、第十五章相对论的介绍，第15.1相对论的诞生，第一，问题的提出，如果有人说“你脑子里的一些概念不科学”，你相信吗？ 一、问题的提出，人们脑子里的概念是科学的，第一类是科学的，第二类是经验的但不科学的，一、问题的提出，一、标准尺的长度静止时和运动时的长度相同还是2标准表的速度运动时和静止时相同？ 山顶和山谷是一样的吗，二，一些经典的概念和法则，一，空间：人们通常说的空间量，不是线的长度，平面物的曲面面积，身体的体积等。 这些都可以用标准尺测量。 二、一些经典概念和规律，二、时间：通常，时间不是两个事件的时间间隔，一个事件比另一个事件早或晚，两个事件同时发生。 原则上时间可以用标准时钟测量二、几个

2、古典的概念和规律，三牛顿在他着的自然哲学的数学原理本书中写道：绝对的空间，本质上与外界无关，同一静止。 绝对时间，本质上是与外界物体无关的均匀流动。 牛顿力学中的绝对空间和绝对时间的概念、二、几个经典概念和规律4、时空坐标(1)空间坐标：需要三个空间量.例如，(x，y，z )时空坐标：需要四个个数.例如，(x，y，z，t)2，一些伽利略变换式：设置两个参考系统s和等速运动，S/相对s沿x轴以速度v运动.事件p在两坐标系中变换关系的有二、几个经典概念和规律，五、速度合成规律： (2)速度合成规律： S/处质点的速度为u/，s处的速度为u=u/v，二，几个对惯导系统进行等速直线运动的参考系统是惯导

3、系统，二，一些经典概念和规律7，牛顿力学中的相对原理：牛顿运动规律的数学形式在所有惯导系统中是相同的，或者牛顿运动规律的数学形式在伽利略变换中是不变的。 2、一些古典的概念和规律，7、牛顿力学中的相对原理：(其他的表现) (1)用任意两个习惯系统进行同样的力学实验也能得到相同的结果(2)用任何力学方法都不能分开两个习惯系统(3)对于记述力学现象，所有的习惯经典物理学的困难，1，在经典物理学中牛顿运动规律可以描述所有力学现象. 2，在电磁场领域中麦克斯韦电磁场理论可以描述所有的电磁场现象.并且，在任何惯用语中光速各向同性，大小为c. 3，问题：光s中的速度为c，它在S/中的速度是多少、v、光速=

4、、光速=，19世纪后半和20世纪初，物理学家们认为有在宇宙中扩展的被称为以太网的媒体。 那是电磁波传播所需的介质，以以太网作为参考系统时，麦克斯韦的电磁理论成立了。 今天以太网是一个特殊参考系的代表麦克斯韦的实验表明，不存在这种特殊参考系。 其实宣布宇宙不存在以太网。 麦克斯韦的莫雷实验尤其在之后的许多精密实验中得到了证实。 最有名的是1887年迈克尔森和莫雷的实验。 明确证明光速的测量结果与光源和测量者的相对运动无关，即与参照系无关。 可见光和电磁波的运动不服从伽利略的相对原理。 任何参照系测量的光的真空速度都必须相同。 当时，人们为了解决这一困难，提出了三种可能性： (1)麦克斯韦电磁理论

5、有误，正确的电磁方程应满足伽利略的不变性。(2)牛顿力学和麦克斯韦电磁理论是正确的，但麦克斯韦电磁理论只在某个特殊的习惯系统中成立。 (3)牛顿力学和伽利略的转换是错误的，必须存在某种转换。 麦克斯韦电磁理论在这个新的变换中具有不变性。 这意味着修改经典牛顿力学，修改后的力学方程式在新的变换中具有不变性。 上述矛盾使物理学家面临两种选择，一是修改现有理论，使其符合实验结果(这比较简单，但经常无效)。 另一种主张完全脱离“麦克斯韦电磁理论只能适用于某种特殊的惯用语”，建立新的理论。 爱因斯坦、庞加莱等人选择后者，提出了四个狭义相对论的两个基本假设。 一种狭义的相对性原理是不同的惯性基准系，所有物理定律都是相同的两个，光速不变原理真空中的光速在不同的惯性基准系中是相同的，光速与光源、观察者间的相对运动无关。 对两个基本原理的正确理解，自然法则不仅包括力学法则，而且包括电磁学法则等其他所有物理法则真空中的光速不变指的是大小不依赖于光源和观察者的运动，也不依赖光的传播方向几十年来科学家使用各种先进的物理技术测量光速，结果不会违背光速不变的原理。 相对论的时空观念与人固有的时空观念有很大差异，一般人很难理解。 爱因斯坦的伟大受到称赞，但这个伟大的内容却不为人