近代物理一狭义相对论
大学物理近代物理学知识点
大学物理近代物理学知识点近代物理学是物理学中重要的分支之一，大学物理中也占有重要地位。
在本文中，我们将介绍大学物理中的一些近代物理学知识点。
1. 相对论相对论是一种物理学理论，被广泛应用于高能物理学、天体物理学和宏观物理学。
相对论中的重要理论是狭义相对论和广义相对论，它们主要是研究物质和能量之间的关系。
其中，狭义相对论主要是研究高速运动物体的行为，而广义相对论主要研究引力和引力对时空的影响。
2. 量子力学量子力学是物理学家研究物质与能量交换时发现的新的规律性。
该学科研究微观领域中的粒子行为，如原子核、电子等。
它是现代物理学的基础之一，也被广泛应用于各种领域，如化学、材料科学和电子工程。
3. 基本粒子基本粒子是物理学家研究微观世界时发现的最小的物质组成部分。
它们包括质子、中子、电子等。
近年来，在高能物理研究中，新的基本粒子不断被发现和探测。
这些发现对于人类对物质构成的认识产生了重大的影响。
4. 大爆炸大爆炸理论是现代宇宙学的基石之一，它描述了宇宙的起源和演化。
大爆炸理论认为，宇宙的起源是由于一次巨大的爆炸而形成的。
从此时起，宇宙开始膨胀并不断演化。
5. 暗物质暗物质是一种物质，它对于宇宙的形成和演化有着重要的作用。
虽然暗物质无法直接观测到，但是通过对星系和宇宙大尺度的结构进行观测，科学家们已经确认它的存在。
暗物质对于我们理解宇宙的形成和演化过程，以及对于寻找基本粒子和探索宇宙物理学的深度理解都具有重要意义。
6. 熵熵是物理学的一个基本概念，它是热力学中对于系统无序性的度量。
由于熵是系统的状态函数，因此它在物理学的许多领域都有广泛的应用。
例如，在统计物理学中，熵被用来表示系统的混乱程度。
在信息理论中，熵则被用来表示信息的多少。
7. 超导超导是一种物理现象，它指的是某些材料在低温下的导电特性。
这些材料在特定的温度下，可以形成一个电流稳定状态，这个状态被称为超导态。
超导材料被广泛应用于各种领域，如磁共振成像、电力输送、制冷技术和计算机芯片等。
【大学物理】第一讲 狭义相对论基本原理 洛伦仑兹变换
v
G M1 G
ll t1 c v c v
c(1
2l v2
c2)
M2
M1
s G v T
G M2
c
- v
c2 v2
M2
-
v
c
G
c2 v2
（从 s'系看）
GM 2 GM 1 l
G
M2
G
t2 c
2l 1 v2
c2
t1
2l c(1 v2
c2) ,
2l
t2 c
1 v2
c2
两束光到达望远镜的时间差为
cv
1
vc c2
c
光速不变
光速在任何惯性 系中均为同一常量， 利用它可将时间测量 与距离测量联系起来.
§1.2 洛伦兹变换
寻找新的时空变换式来代替经典力学伽利略变换。
必需满足条件： （1）物理学定律都应该保持数学表达式不变。 （2）真空中光速在一切惯性系中保持不变。 （3）在低速运动条件下可转化为伽利略变换。
设 t t 0 时，o, o
重合 ; 同一事件 P 的
时空坐标如图所示。
s y s' y' v
t
t1
t2
2l
v2
c
1
c2
2l
v2
c
1
c2
1
2
=
2l c
1
v2 c2v2源自1 2c2v << c
t l v2 c c2
两束光汇合时的光程差为 ct l v2
c2
整个仪器旋转90度，那么两束光在前后两次测量
中光程差的该变量为
N 2 2l v2
近代物理知识点
近代物理知识点近代物理是物理学发展的一个重要阶段，它在经典物理学的基础上，对自然界的认识有了更深入和广泛的拓展。
接下来，让我们一同走进近代物理的知识世界。
首先，我们来谈谈狭义相对论。
狭义相对论是由爱因斯坦提出的，它颠覆了我们对时间和空间的传统观念。
在狭义相对论中，时间和空间不再是绝对的，而是相对的。
这意味着运动的观察者所测量到的时间和空间与静止的观察者可能是不同的。
其中一个重要的概念是光速不变原理。
无论观察者处于何种运动状态，光速在真空中总是恒定不变的，约为 299792458 米每秒。
这一原理是狭义相对论的基石。
根据狭义相对论，还引出了时间膨胀和长度收缩的现象。
当物体运动速度接近光速时，时间会变慢，而物体的长度会在运动方向上收缩。
这种效应在日常生活中的速度下很难察觉，但在接近光速的高速运动中就变得非常显著。
接着，让我们了解一下量子力学。
量子力学研究的是微观世界中粒子的行为。
与经典物理学中粒子具有确定的位置和动量不同，在量子力学中，粒子的状态是由波函数来描述的。
海森堡的不确定性原理是量子力学的一个关键概念。
它指出，我们无法同时精确地测量一个粒子的位置和动量。
也就是说，当我们对粒子的位置测量得越精确，对其动量的测量就越不精确，反之亦然。
量子力学中的另一个重要概念是量子跃迁。
粒子可以在不同的能级之间瞬间跃迁，吸收或释放能量。
这种跃迁是不连续的，而不是像经典物理学中那样是连续的过程。
还有物质波的概念。
德布罗意提出，不仅光具有波粒二象性，实物粒子也具有波粒二象性。
这意味着像电子这样的粒子也可以表现出波动性。
再来说说原子核物理。
原子核是原子的核心部分，由质子和中子组成。
原子核的结构和性质是原子核物理研究的重要内容。
原子核的衰变是一种常见的现象。
包括α衰变、β衰变和γ衰变等。
α衰变是原子核放出一个α粒子（即氦核），β衰变则是原子核中的中子转变为质子或质子转变为中子时放出电子或正电子，γ衰变则是原子核在能级跃迁时放出γ射线。
大学物理下作业 第八次作业：近代物理(一)
第八次作业：近代物理(一)一.选择题（答案填入下表）题号12345答案1.下列几种说法：(1)所有的惯性系对物理基本规律都是等价的.(2)在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关.(3)在任何惯性系中，光在真空中沿任何方向的传播速度都相同.其中哪些说法是正确的?[答案填入上表](A)只有(1)、(2)是正确的(B)只有(1)、(3)是正确的(C)只有(2)、(3)是正确的(D)三种说法都是正确的2.在狭义相对论中，下列说法哪些是正确的？[答案填入上表](1)一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速.(2)质量、长度、时间的测量结果都是随物体与观察者的相对运动状态而改变的.(3)在一惯性系中发生于同一时刻不同地点的两个事件，在其他一切惯性系中也是同时发生的.(4)惯性系中的观察者观察一个与他作匀速相对运动的时钟时，会看到这时钟比他相对静止的相同的时钟走得慢些.(A)(1)、(3)、(4)(C)(1)、(2)、(3).(B)(1)、(2)、(4)(D)(2)、(3)、(4).3.宇宙飞船相对于地面以速度υ作匀速直线飞行，某一时刻飞船头部的宇航员向飞船尾部发出一个光讯号，经过Δt (飞船上的钟)时间后，被尾部的接收器收到，则由此可知飞船的固有长度为[答案填入上表](A)c·Δt.(c 表示真空中的光速)(B)υ·Δt(C)c·()2/1/C t υ-∆(D)c·Δt·()2/1C υ-4.一火箭的固有长度为L ，相对于地面作匀速直线运动的速度为υ1，火箭上有一个人从火箭的后端向火箭前端上的一个靶子发射一颗相对于火箭的速度为υ2的子弹.在火箭上测得子弹从射出到击中靶的时间间隔是[答案填入上表](A)L /(υ1＋υ2)；(B)L /υ2；(C)L /(υ2－υ1)；(D)L /[υ1()21/C ]。
5.已知电子的静能为0.511MeV ，若电子的动能为0.25MeV ，则它所增加的质量Δm 与静止质量m 0的比值近似为：[答案填入上表](A)0.1；(B)0.2；(C)0.5；(D)0.9。
4.1狭义相对论基本原理
近代物理学的两朵乌云
19世纪的最后一天，欧洲著名的科学家欢 聚一堂。英国著名物理学家W．汤姆孙 William Thomson （即开尔文勋爵）发表 了新年祝词。他在回顾物理学所取得的伟 大成就时说，物理大厦已经落成，所剩只 是一些修饰工作。
一切力学现象原则上都能够从经典力学得到解释，对于电 磁现象，已形成麦克斯韦电磁场理论，这种理论还可用来 阐述波动光学的基本问题。热现象，有了唯象热力学和统 计力学的理论。以经典力学、经典电磁场理论和经典统计 力学为三大支柱的经典物理大厦已经建成，而且基础牢固， 宏伟壮观
Albert Einstein ( 1879 – 1955 )
20世纪最伟大的物理学家, 于 1905年和1915年先后创立了狭义相 对论和广义相对论, 他于1905年提 出了光量子假设, 为此他于1921年 获得诺贝尔物理学奖, 他还在量子 理论方面作出很多的重要的贡献 .
爱因斯坦的哲学观念：自然 界应当是和谐而简单的.
在日常生活中时间延缓和长度收缩是完全可以忽
略的, 但运动速度接近光速时, 这两种效应就变得非
常重要, 在高能物理的领域里得到大量的实验证实.
例1 设想有一光子火箭以 v 0.95c 速率相
对地球作直线运动 ，若火箭上宇航员的计时器记录 他观测星云用去 10 min , 则地球上的观察者测得此 事用去多少时间 ？
“设以地太球”(光速源度和：干涉u仪)相对于
光相对于“以太”的速度: c
光相对 于地 球的 速度：v vc u
大小随 c 的方向而变化
M1 u 以太风
S
M
M2
T
实验原理图
c u
v
v cu
c u vcu
近代物理一狭义相对论
V 2的子弹，在火箭上测得(D) L/V 1 J-(V 1/c)2(D)( - ) °近代物理一（狭义相对论）一、选择题1、 （1）对某一观察者来说，发生在某惯性系中同一点、同一时刻的两个事件，对于 相对该惯性系作匀速直线运动的其它惯性系中的观察者来说，它们是否同时发生？（2）在某惯性系中发生于同一时刻， 不同地点的两个事件，它们在其它惯性系中是 否同时发生？关于上述两个问题的正确答案是：（）（A ）（ 1）同时，（2）不同时 （B ）（ 1）不同时，（2）同时 （C ）（ 1）同时，（2）同时 （D ）（ 1）不同时，（2）不同时2、 宇宙飞船相对于地面以速度 V 作匀速直线飞行，某一时刻飞船头部的宇航员向 飞船尾部发出一光讯号，经过 △ t （飞船上的钟）的时间后，被尾部的接收器收到，则由 此可知飞船的固有长度为（）（A ） c- A t （ B ） V t （ C ）c .：t 1 -V/C 2 （D ） C ：t/J -V/C 22、一火箭的固有长度为 L ,相对于地面作匀速直线运动速度 V 1 ,火箭上有一个人从 火箭的后端向火箭前端上一个靶子发射一颗相对于火箭的速度 子弹从射出至击中靶的时间间隔为(A ) L/(V 1 V 2)(B ) L/V 2(C ) L/(V 1 -V 2)3、K 和K '是坐标轴相互平行的两个惯性系， K '相对于K 沿Ox 轴正方向匀速运 动，一根刚性尺静止在 K '系中，与O'X 轴成30°角，今在K 系中观察得到该尺与 OX 轴成45°角，贝U K '系相对于K 系的速度是（）3 1 2 -(A ) (―) C (B ) (― ) C (C ) (― ) 2 c2335、 根据天体物理学的观测和推算， 宇宙正在膨胀，太空中的天体都离开我们地球而 去，假定在地球上观察到一颗脉冲星（看作发出周期性脉冲无线电波的星）的脉冲周期为0.50s ,且这颗星正以速度0.8c 离我们而去，那么这颗星的固有脉冲周期应是（A ） 0.10s（B ） 0.30s（C ） 0.50s（D ） 0.83s（）6、 设某微观粒子的总能量是它的静止能量的 K 倍，则其运动速度的大小为 （A ） 0.4kg （ B ） 0.8kg （C ） 12X 07kg （D ） （1/12） 1X=g8、在参照S 中，有两个静止质量都是 m 0的粒子A 、B ,分别以速度V 沿同一直线相 向运动，相碰后合在一起成为一个粒子，则其静止质量M 。
爱因斯坦狭义相对论时间
爱因斯坦狭义相对论时间
爱因斯坦的狭义相对论是近代物理学的基础理论之一，诞生于1905年。
它解决了几百年来科学家一直争论不休的物理学问题，他们发现，相对论在新西兰学家提出之后，就有了深刻的影响，改变了科学家对运动和时间的看法。
以前，人们认为，时间和空间是绝对的，从宇宙大爆炸开始，时间开始流动，并且与物体平等。
但是，随着科学技术的发展，科学家们发现，时间是相对的，而且感觉的速度也不一样。
爱因斯坦的狭义相对论首先是由他提出的，它说，空间和时间是一体的，任何系统都有其自己的时间，而且不同的系统的时间流动的速度也不一样，这就是所谓的时间“相对性”。
爱因斯坦的狭义相对论开创了一条新的通往认识宇宙的道路，它改变了人们对宇宙的看法，还深刻影响了宇宙和空间时间的观测方式，使科学家能够更深入地探索宇宙，发现了宇宙本身的许多秘密。
例如，在狭义相对论的框架内，科学家发现，由于时间的流动特性，物体在非常靠近时偶变星的环境中，特别是在黑洞中，会出现一种叫做“时间行走”的景象，就是时间和空间会发生变形，让由这种景象出现的物体，能够向过去或未来时间移动，这也被称为“超光速”。
这也意味着，在爱因斯坦狭义相对论框架下，时间和空间可以发生变形，这种变形可能会影响物体的运动，也可能影响物体的存在。
最后，爱因斯坦的狭义相对论为我们提供了一种基本的看待时间的方式，科学家们发现，时间是相对的而非绝对的，也是空间的一部分，并且它们可能会发生变形，并在这种变形的过程中，影响物体的运动和存在。
经过几百年的发展，狭义相对论已经成为宇宙观测和理解的基石，它不仅解释了物体的运动，还改变了人们对时间和空间的看法，并且被视为一种新的物理学理论，从而使我们更好地理解宇宙，并追求物理学的进步。
近代物理知识点
近代物理知识点近代物理是物理学的一个重要分支，它从经典物理的基础上发展而来，对我们理解自然界的本质和规律产生了深远的影响。
以下将为您介绍一些关键的近代物理知识点。
一、相对论相对论由爱因斯坦提出，包括狭义相对论和广义相对论。
狭义相对论主要基于两个基本原理：相对性原理和光速不变原理。
相对性原理指出物理规律在所有惯性参考系中都是相同的；光速不变原理则表明真空中的光速在任何惯性参考系中都是恒定的。
狭义相对论带来了一系列奇特的结论，比如时间膨胀和长度收缩。
时间膨胀意味着运动的时钟会变慢，而长度收缩则是指运动的物体在其运动方向上的长度会缩短。
广义相对论则进一步探讨了引力现象。
它将引力描述为时空的弯曲。
物质和能量会导致时空弯曲，而物体在弯曲的时空中沿着测地线运动，这就表现为引力的作用。
二、量子力学量子力学是研究微观世界粒子行为的理论。
其中一个重要概念是波粒二象性。
光和微观粒子既具有粒子的特性，又具有波动的特性。
例如电子在某些实验中表现出粒子的特性，如碰撞；而在另一些实验中则表现出波动的特性，如衍射。
不确定性原理也是量子力学的核心之一。
它表明我们无法同时精确地知道一个粒子的位置和动量，或者能量和时间。
量子力学中的薛定谔方程用于描述微观粒子的状态随时间的演化。
通过求解这个方程，可以得到粒子的各种可能状态及其概率。
三、原子结构在近代物理中，对原子结构的认识有了重大突破。
卢瑟福的α粒子散射实验推翻了之前的“枣糕模型”，提出了原子的核式结构模型。
原子中心有一个很小但质量很大的原子核，电子在核外绕核运动。
玻尔提出了玻尔模型，认为电子只能在特定的轨道上运动，并且在这些轨道上电子的能量是量子化的。
随着量子力学的发展，对原子结构的理解更加深入和精确。
四、原子核物理原子核物理研究原子核的性质和变化。
原子核由质子和中子组成，它们之间存在强相互作用。
放射性衰变是原子核自发地发生变化，放出α、β、γ射线。
α衰变是原子核放出α粒子，β衰变包括β⁻衰变和β⁺衰变，分别放出电子和正电子，γ衰变则不改变原子核的组成，只是放出高能光子。
高中近代物理知识点总结
高中近代物理知识点总结近代物理是高中物理的重要部分，它主要研究了电磁学、光学、相对论等领域。
本文将总结并介绍高中近代物理领域的一些重要知识点。
电磁学是近代物理的重要分支，它研究了电荷、电场、电流、磁场等现象。
学习电磁学时，我们需要了解库仑定律，它描述了两个点电荷之间的电力相互作用。
另外，电场的概念也非常重要，它是空间中的一种物理场，负责传递电荷之间的相互作用力。
学习电场时，我们需要了解电势能和电势差的概念，以及电场强度和电场线的性质。
光学是近代物理的另一个重要分支，它研究了光的传播和变化规律。
在学习光学时，我们需要了解光的波动性和粒子性。
光波动性可以通过干涉和衍射现象来观察，干涉现象可分为两种：等厚干涉和厚度干涉。
衍射现象则主要描述了光在通过孔径或者障碍物时的传播规律。
光粒子性则通过光电效应和康普顿散射等实验现象来展示，其中光电效应是指光子与物质相互作用产生电子的过程。
相对论是近代物理的一大突破，它揭示了物质和能量之间的关系。
相对论主要包括狭义相对论和广义相对论两个方面。
狭义相对论主要研究了在相对运动中的物理规律，其中著名的洛伦兹变换描述了空间和时间的变换关系。
广义相对论则研究了引力和时空结构，包括著名的爱因斯坦场方程和黑洞理论。
此外，原子物理也是高中近代物理的重要内容。
原子物理研究的是原子和分子的性质和相互作用。
学习原子物理时，我们需要了解量子力学的基本概念，如波函数、波函数的模的平方和薛定谔方程等。
学习原子物理时我们也需要了解分子的基本性质，如结构、键的形成和化学键等。
总而言之，近代物理涵盖了电磁学、光学、相对论和原子物理等多个领域。
通过学习这些内容，我们可以更好地理解和解释自然界的现象，为今后的科学研究和应用提供坚实的基础。
掌握这些知识点，不仅有助于在高中物理考试中取得好成绩，更能够培养学生的科学思维和创新能力。
因此，加强近代物理的学习对于高中学生来说具有重要的意义。
近代物理知识点完全详解
一. 狭义相对论1.阐述牛顿时空观和相对论时空观的不同牛顿 (机械论的)世界的绝对时空观:空间是绝对的，平坦的，各向同性的和不变的；时间是绝对的，恒定的，只沿一个方向“流动”；时间与空间是分离的；空间与物质是分离的；光是穿越空间的信息载体。
爱因斯坦根据光速不变性来重新审定时间和空间的概念。
用光速作为时标的基准，为同时性给出一个可以精确操作的定义，创建了全新的时空观。
（钟慢尺缩）2.狭义相对论的基本假设光速不变性；物理学定律对所有惯性系都是相同的。
3.阐述狭义相对论的时空观同时的相对性、空间和时间间隔的相对性，组成了狭义相对论的时空观。
4.解释同时的相对性和爱因斯坦膨胀同时的概念是相对的，与观测者的运动情形有关；从静止观测者看来，运动的时钟变慢了。
或者说运动参考系中的时间膨胀了，称之为爱因斯坦膨胀。
5.解释长度的相对性和洛伦茨收缩已经说明时间具有相对性，而长度的测量要求同时性，则长度必然有相对性。
洛伦茨收缩：利用光速不变性及时间膨胀6.解释四维时空和间隔X，y，z，ict，间隔是绝对的7. 写出相对论的动力学方程并讨论牛顿运动方程适用范围8. 质量和运动速度的关系力F持续作用，冲量Ft持续增大，动量P也持续增大，v的上限是c，故达到光速时，m开始增大二. 辐射的波动性与量子性1.什么是布拉格反射公式，晶体衍射一般用什么样的电磁波？可否用可见光，为什么？P10，x射线，不能，因为可见光波长太长，没法形成光栅衍射2.简述光电效应的实验结论要产生光电流，光频率要大于一个定值ν0，它仅与材料本身相关；一旦有光照，立即（<10-9 S）产生光电流；光电流强度i与光强I成正比；即使电压为0，仍然有电流流过，为减小电流到0，需要加一反压V0；反压V0的大小与光的频率和阴极材料有关，正比于光的频率ν3.经典理论解释光电效应有哪些困难，爱因斯坦的光电效应理论解释是什么(1) 光电子的初动能应决定于入射光的光强，而不决定于光的频率。
物理竞赛--相对论,近代
V
C
爱因斯坦的狭义相对论基本假设
1） 相对性原理
一切物理规律在任何惯性系中形式相同
2） 光速不变原理 光在真空中的速率恒定不变 C，与发射体的运动状态无关。 洛仑兹变换
x x ut u2 1 2 c
正变换
u t 2 x c t u2 1 2 c
y y z z
x ( x ut ) y y z z t (t
t
t u 1 2 c
2
x 0
t
t
原时
t
两地时
t
1
t
原时最短 时间膨胀 若两事件发生在S 系中同一地点，情况亦如此。
长度收缩
在不同参考系中测量物体的长度问题 棒静止时测得它的长度l 0
——
静长
S S
A
u
l0
B
棒以极高的速度相对S 系运动
1 2 s a 4
m
m0 v 1 2 c
2
3m0
3m 0 3 0 1 2 a 4
例：一个处于静止状态的物体，自发地分裂为朝相反 方向运动的两部分，这两部分的静止质量分别为 m01=3kg 和 m02=5.33kg ，速度分别为0.8c 和0.6c， 求：该物体的静质量 m0. 解：此孤立系统分裂前后总能量守恒，总质量守恒。
质量亏损：
m0 m0 i初 m0 i末
△Ek——系统释放的能量
[例] 热核反应：
2 1
H H He n
3 1 4 2 1 0
m 0 ( m D m T ) ( m H e mn ) 0.0311 10 27 kg
释放能量：
广义和狭义相对论
广义和狭义相对论广义相对论和狭义相对论是一对近代物理学中的两个重要理论。
它们都从相对论的角度考虑了物理学中的某些问题，但是视角和适用范围却有所不同。
狭义相对论是艾因斯坦于1905年发表的。
在这个理论中，艾因斯坦提出了相对性原理和光速不变原理，并根据它们推导出了一些结论。
其中最著名的就是：光速是所有参考系中的恒定不变量。
这个结论打破了牛顿力学中的绝对时间、绝对空间的观点。
狭义相对论扩充了物理学中对时间、空间、质量、能量等概念的理解，并提出了著名的E=mc²公式，即质量和能量可以相互转化。
狭义相对论的适用范围是高速运动的物体，它的目的是重新定义经典物理学中的时空和力学定律，解决经典物理学在应对高速运动时的各种矛盾。
广义相对论是在狭义相对论之后许多年才被提出的，艾因斯坦于1915年发表了这个理论。
广义相对论是一种描述引力的理论，它将引力定义为时空的弯曲现象。
如果没有其他力作用，物体会沿着弯曲的时空运动，所谓的“自由落体运动”实际上就是物体沿着弯曲的时空运动。
广义相对论预言了弯曲时空下光线的运动轨迹，被观测到的行星轨道的前进量、黑洞的存在、引力波的发现等都是该理论的直接预测和验证。
广义相对论解决了经典物理学中无法解释的若干问题，广义相对论的适用范围是所有的物理现象，特别是考虑到引力和加速时。
它的目的是解释引力现象的产生与作用方式。
虽然广义和狭义相对论都提出了新的观点，但是它们之间存在着不同。
最明显的不同在于，狭义相对论只考虑了作匀速直线运动的观测者之间的相对性，而广义相对论则考虑了所有参考系下物体的运动。
狭义相对论主要是对高速运动的物体的研究，而广义相对论则针对全局性地对物理理论与自然现象发展总结提出了较完备的解释。
同时，两个模型关注的研究对象也大不相同，在物理宏观和微观层面上存在巨大不同。
综上所述，广义相对论和狭义相对论都是相对论的理论，但是它们的视角和适用范围是不同的。
狭义相对论主要是对高速运动的物体的研究和其相对性原理，而广义相对论针对全局性地对物理理论与自然现象发展总结提出了较完备的解释，特别是通过弯曲时空来解释重力的产生与作用方式。
近代物理学知识点
近代物理学知识点物理学是一门研究物质、能量和它们之间相互作用的科学。
它是自然科学中最基础的学科之一。
随着科技的不断发展，物理学也在不断进步，研究领域越来越广泛，知识点越来越多。
在现代物理学中，有一些非常重要的知识点，下面我们来逐一了解这些知识点。
1. 相对论相对论是经典物理学之后的一种新的物理学理论，是描述自然界基本物理规律的一种理论。
相对论包含两个方面：狭义相对论和广义相对论。
狭义相对论主要研究质量、能量、速度等量之间的相互关系，广义相对论则是在研究引力的基础上，加入了时间和空间的概念，解释了宇宙结构和演化。
2. 量子力学20世纪初，物理学家们发现，当物体越来越小的时候，它们的行为开始变得符合“奇怪”的物理规律，在这些规律中，物质同时呈现粒子和波的性质。
量子力学就是研究这些规律的科学。
它解释了许多我们以前无法解释的现象，如微波、电磁波、粒子的“跳跃”行为等。
3. 原子物理原子物理是研究原子和单个粒子的行为的一门科学。
它研究的主要是原子及其能量、电子配对和电磁学性质等。
原子物理是量子力学中很重要的一个分支，研究领域也非常广泛，包括原子光谱学、原子束技术、原子余辉、原子散射等。
4. 电动力学电动力学是研究电、磁现象以及它们的相互作用的一门科学。
电动力学涉及电荷、电流、电场、磁场、电磁波等等。
它对现代科技的发展做出了巨大的贡献，如电力、电子、通讯等方面都离不开电动力学。
5. 物理学中的数学方法在物理学中，数学是一门非常重要的工具。
物理学家们一直在不断开发新的数学方法，使得这些方法可以帮助他们研究物理现象。
这些数学方法包括微积分、线性代数、微分方程、概率等等。
数学方法的进步也推动了物理学的发展。
总结在现代物理学中，有很多非常重要的知识点。
以上所列举的几个知识点只是其中的一小部分。
物理学发展的速度非常快，每年都有新的发现和新的研究成果。
相信未来的物理学发展将继续推动人类科技的进步，为我们带来更多的科技创新和变革。
近代物理知识点总结讲解
近代物理知识点总结讲解相对论：相对论是20世纪初爱因斯坦提出的一种物理理论，它对两个理论进行了阐述，包括狭义相对论和广义相对论。
狭义相对论主要阐述了运动物体的性质，包括时间、长度、能量等随速度变化的规律。
广义相对论则涉及到引力的影响，提出了引力场和时空弯曲的概念。
相对论的提出，颠覆了牛顿力学的观念，开辟了新的物理世界。
量子力学：量子力学是20世纪初由波尔、玻尔、海森堡、薛定谔等物理学家共同奠定的一种新的物理理论，揭示了微观世界的奇异性，包括物质的波粒二象性、不确定性原理、量子力学力学观念等。
量子力学的提出，推动了原子物理、凝聚态物理的发展，也为现代技术的发展提供了基础。
相对论量子力学：相对论量子力学是20世纪中叶以后的物理学发展的一个重要分支，它将相对论和量子力学相结合，建立了一种新的理论框架。
相对论量子力学对微观粒子的性质进行了深入研究，包括粒子的自旋、间隔性等，也为粒子物理学的发展提供了一种新的理论框架。
标准模型：标准模型是粒子物理学的一个重要理论框架，它总结了所有已知的基本粒子和它们之间的相互作用，包括基本粒子的分类、相互作用的种类等。
标准模型的提出，为粒子物理学提供了一种新的理论框架，也促进了实验物理学和理论物理学的研究工作。
宇宙学：宇宙学是研究宇宙起源、演化和结构的科学，它的发展涉及到相对论、量子力学、宇宙物理等多个领域的知识，对理解宇宙的起源和宇宙结构有重要意义。
这些只是近代物理学中的一些重要知识点，物理学的研究领域广泛，涉及到经典力学、电磁学、统计物理学等多个领域。
希望通过本文的讲解，能对读者对近代物理学有一个更加系统和深入的认识。
近代物理总结
t t' t0 固有时间
时间延缓 ：运动的钟走得慢 .
六 相对论质量、质量和动能
1）相对论质量
m m0
1 2
静质量 m0 ：物体相对于惯性系静止时的质量 .
2）相对论动量
p m0v mv
1 2
3）相对论动能
Ek mc2 m0c2
相对论质能关系
E mc 2 m0c2 Ek
4） 动量与能量的关系
能量子 h 为单元来吸
收或发射能量. 空腔壁上的带
6h
电谐振子吸收或发射能量应为
nh (n 1,2,3,)
5h 4h 3h
普朗克常量
2h 1h
h 6.6260755 1034 J s
二 光电效应
1） “光量子”假设 2） 解释实验
光子的能量为 h
爱因斯坦方程 h 1 mv2 W
x'
zo
o'
z'
x
u c
1 1 2
三
y
同y' 时的v相对性
y' v
1
2
1
2
o o' 12
12
9 39 3
6
6
12 x' o' 12
x 9 3 6
93 6
12 x'
93 6
车厢参考系：同时（不同地） 地面参考系：不同时
t' t'2 t'1 0 x' x'2 x'1 0
t
t
'
u c2
x
'
1 2
某一时刻出现在某点附近在体积元 dV 中的粒子
的概率为
5近代物理
答：D
例9.光电效应和康普顿效应都包含有电子与光子的 相互作用过程．对此，在以下几种理解中，正确的 是 (A) 两种效应中电子与光子两者组成的系统都服 从动量守恒定律和能量守恒定律． (B) 两种效应都相当于电子与光子的弹性碰撞过 程． (C) 两种效应都属于电子吸收光子的过程． (D) 光电效应是吸收光子的过程，而康普顿效应则 相当于光子和电子的弹性碰撞过程． (E) 康普顿效应是吸收光子的过程，而光电效应 则相当于光子和电子的弹性碰撞过程．
（3）普朗克假设 A. 能量分立，且 E = n = h B. 能量变化是量子化的。
n=1,2,3…
2.光电效应
每个光子的能量 ＝h 光是由光子组成 每个光子的动量 p＝h / 1 2 光电效应方程： h mVm A 2 1 2 Ua K U0 实验 e U a mVm 2 U0 A A 红限 0＝ ＝ ＝ h=eK, A=eU0
(A) 0.20． (B) 0.25． (C) 0.30． (D) 0.35．
答：B
例8. 康普顿效应的主要特点是 (A) 散射光的波长均比入射光的波长短，且随散射 角增大而减小，但与散射体的性质无关． (B) 散射光的波长均与入射光的波长相同，与散射 角、散射体性质无关． (C) 散射光中既有与入射光波长相同的，也有比入 射光波长长的和比入射光波长短的.这与散射体性质 有关． (D) 散射光中有些波长比入射光的波长长，且随散 射角增大而增大，有些散射光波长与入射光波长相 同．这都与散射体的性质无关．
例 5. 在氢原子发射光谱的巴耳末线系中有一频率为 6.15×1014 Hz 的 谱 线 ， 它 是 氢 原 子 从 能 级 En －0.85 －3.4 =________eV 跃迁到能级Ek =________eV 而发出的． ( 普 朗 克 常 量 h =6.63×10-34 J· s，基本电荷 e=1.60×10-19 C) 例6.设用频率为1和2的两种单色光，先后照射同一 种金属均能产生光电效应．已知金属的红限频率为 0，测得两次照射时的遏止电压|Ua2| = 2|Ua1|，则这 两种单色光的频率有如下关系：
狭义相对论
6 例：地面参照系 S 中，在 x = 1.0 ×10 m 处，于 t = 0.02s 时刻 轴正向运动， 爆炸了一颗子弹。 爆炸了一颗子弹。一飞船沿 x轴正向运动，速率 u = 0.75c 求：飞船参照系 S′中的观察者测得炸弹爆炸的地点和时间 x ut 1.0×106 0.75×3×108 × 0.02 解： x′ = = = 5.29×106 m 1 (0.75)2 1 u2 / c2
r r dV ， dVx S： a = dt ax = dt r r dV′ ， dVx′ a′ = S′： a′ = x ′ dt dt′
dVz az = dt
′ dVy a′ = y dt′
dVz′ a′ = z dt′
dVx = dVx′ ′ dVy = dVy dVz = dVz′ dt = dt′
在所有惯性系中， 在所有惯性系中，力学定律都相同
第2节 狭义相对论的两个基本假设 洛仑兹变换
一、经典物理学的困难 绝对参照系 不具有伽利略变换不变性 麦克斯韦方程组， 麦克斯韦方程组，
y c
c2 u2
y′
u
O′ c u
c
S
O
c x
c +u
S′
x′
c
绝对参照系
c2 u2
麦克尔逊麦克尔逊-莫雷实验 在地球上及在任意一个惯性系中， 在地球上及在任意一个惯性系中，光沿各个方向的传播速度 都相同， 都相同，都等于同一个恒量 二、爱因斯坦的两个基本假设 爱因斯坦：相对性原理应当是普遍适用的 爱因斯坦： “绝对静止”不符合力学现象及电磁学现 绝对静止” 绝对静止 象 1905年 论动体的电动力学》 1905年，《论动体的电动力学》 假设I 假设I：一切物理学定律在所有惯性系中都相同 ——— 狭义相对性原理 假设II：在所有惯性系中， 假设II：在所有惯性系中，光在真空中沿各个方向的 II 传播速度都相同， 传播速度都相同，都等于同一个恒量 ——— 光速不变原理
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
近代物理一（狭义相对论）班级 学号 姓名一、选择题 1、（1）对某一观察者来说，发生在某惯性系中同一点、同一时刻的两个事件，对于相对该惯性系作匀速直线运动的其它惯性系中的观察者来说，它们是否同时发生？（2）在某惯性系中发生于同一时刻，不同地点的两个事件，它们在其它惯性系中是否同时发生？关于上述两个问题的正确答案是： （ ） （A ）（1）同时，（2）不同时 （B ）（1）不同时，（2）同时 （C ）（1）同时，（2）同时 （D ）（1）不同时，（2）不同时2、宇宙飞船相对于地面以速度V 作匀速直线飞行，某一时刻飞船头部的宇航员向飞船尾部发出一光讯号，经过Δt （飞船上的钟）的时间后，被尾部的接收器收到，则由此可知飞船的固有长度为 （ ）（A ）c ·Δ t （B ）V ·Δ t ( C )2/1c V t c -∆⋅ （D ）2/1/c V t c -∆⋅ 2、一火箭的固有长度为L ，相对于地面作匀速直线运动速度1V ，火箭上有一个人从火箭的后端向火箭前端上一个靶子发射一颗相对于火箭的速度2V 的子弹，在火箭上测得子弹从射出至击中靶的时间间隔为 （ ）（A ）)/(21V V L + （B ）2/V L （C ）)/(21V V L - （D ）211)/(1/c V V L - 3、K 和K ’是坐标轴相互平行的两个惯性系，K ’相对于K 沿Ox 轴正方向匀速运动，一根刚性尺静止在K ’系中，与O ’X ’轴成30°角，今在K 系中观察得到该尺与OX 轴成45°角，则K ’系相对于K 系的速度是 （ ）（A ）（23）c ⋅ （B ）（31）c ⋅ （C ）（32）21c ⋅ （D ）（31）21c ⋅5、根据天体物理学的观测和推算，宇宙正在膨胀，太空中的天体都离开我们地球而去，假定在地球上观察到一颗脉冲星（看作发出周期性脉冲无线电波的星）的脉冲周期为0.50s ，且这颗星正以速度0.8c 离我们而去，那么这颗星的固有脉冲周期应是（A ）0.10s （B ）0.30s （C ）0.50s （D ）0.83s （ ） 6、设某微观粒子的总能量是它的静止能量的K 倍，则其运动速度的大小为（ ）（A ）)1(-K c （B ）21K K c - （C ）12-K K c（D ）)2(1++K K K c7、某核电站年发电量为100亿度，它等于36×1015J 的能量，如果这是由核材料的全部静止能转化产生的，则需要消耗的核材料的质量为 （ ）（A ）0.4kg （B ）0.8kg （C ）12×107kg （D ）(1/12)×107kg8、在参照S 中，有两个静止质量都是m 0的粒子A 、B ，分别以速度V 沿同一直线相向运动，相碰后合在一起成为一个粒子，则其静止质量M 。
的值为 （ ）（A ） m 2 （B ）2)/(12c V m - （C ）2)/(12c V m -（D ）2)/(1/2c V m - 二、填空题1、π介子是不稳定的粒子，在它自己的参照系测得平均寿命是2.6×10-8s ，如果它相对实验室以0.8c 速度运动，那么实验室坐标系中测得π介子的寿命是 s .2、一体积为V 0，质量为m 。
的立方体沿某一棱方向相对观察者A 以速度 V 运动，则观察A 测得密度为 。
3、两个惯性中的观察者O 和O ’以0.6c 的相对速度互相接近，如果O 测得两者的初始距离为20m ，则O ’测得两者经过时间Δt s 后相遇。
4、一宇宙飞船相对地球以0.8 c （表示真空中光速）的速度飞行。
一光脉冲从船尾传到船头，飞船上的观察者测得飞船为90m ，地球上的观察者测得光脉冲从船尾发出和到达船头两个事件的空间间隔为 。
5、（1）在速度V = 情况下粒子的动量等于非相对论动量的两倍。
（2）在速度V = 情况下，粒子的动能等于它的静止能量。
6、某一宇宙射线中介子的动能E k =7m 0c 2，m 。
为介子的静止能量，则实验室中观察到它的寿命是它的固有寿命的 倍。
7、牛郎星距离地球约16光年，宇宙飞船若以 的匀速飞行，将用4年时间（宇宙飞船上的钟指示的时间）抵达牛郎星。
三、计算题1、观察者甲和乙分别静止于两个惯性参照系k 和k ’中，甲测得在同一地点发生的两个事件的时间间隔为 4s ，而乙测得这两个事件的时间间隔为5s,求：（1）k ’系相对于k 的运动速度 ； （2）乙测得这两个事件发生的地点的距离。
2、在惯性系k 中，有两个事件同时产生在x 轴上相距1000m 的两点，而在另一个惯性系k ’（沿x 轴方向相对于k 系运动）中测得这两个事件发生的地点相距2000m ，求k ’系中测得这两个事件的时间间隔。
3、设有宇宙飞船A 和B ，固有长度均为l 。
=100m ，沿同一方向匀速飞行，在飞船B 上观测到飞船A 的船头、船尾经过飞船B 船头的时间间隔为（5/3）×10-7s ，求飞船B 相对飞船A 的速度的大小。
近代物理二班级 学号 姓名一、选择题1、当照射光的波长由400nm 变到300nm 时，对同一金属，在光电效应实验中测得的遏止电压将 （ ）（A ）减少0.56V （B ）增大0.165V （C ）减小0.34V （D ）增大1.035V 2、已知某单色光照射到一金属表面产生了光电效应，若此金属的逸出电势为U 。
则此单色光的波长λ必须满足 （ ）（A ）λ≤hc /eU 。
（B ）λ>hc /eU 。
（C ）λ≤eU 。
/ h c （D ）λ≥eU 。
/hc 3、设用频率为v 1和v 2的两种单色光，先后照射同一种金属均能产生光电效应。
已知金属的红限频率为v 0，测得两次照射时的遏止电压|U a2|=2|U a1|则两种单色光的频率有如下关系 （ ）（A ）v 2=v 1-v 0 （B ）v 2=v 1+v 0 （C ）v 2=2v 1-v 0 （D ）v 2=v 1-2v 04、在康普顿散射中，如果设反冲电子的速度为光速的60%，则因散射使电子获得的能量是其静止能量的 （ ）（A ）2倍 （B ）1.5倍 （C ）0.5倍 （D ）0.25倍5、用强度为I ，波长为λ的x 射线分别照射锂（Z =3）和铁（Z =26），若在同一散射角下测得康普顿散射的x 射线波长分别为λLi 和λFe ，它们对应的强度分别为I Li 和I Fe 则 （ ）（A ）λLi >λFe I Li <I Fe （B ）λLi =λFe I Li =I Fe （C ）λLi =λFe I Li >I Fe （D ）λLi <λFe I Li >I Fe6、根据玻尔理论，氢原子在 n =5轨道上的动量矩与在第一激发态的轨道动量矩之比为 （ ）（A ）5/2 （B ）5/3 （C ）5/4 （D ）5 7、根据玻尔理论，巴尔末线系中谱线最小波长与最大波长之比为 （ ） （A ）5/9 （B ）4/9 （C ）7/9 （D ）2/98、根据玻尔理论，氢原子中的电子在n=4的轨道上运动的动能与在基态的轨道上运动的动能之比为 （ ）（A ）1/4 （B ）1/8 （C ）1/16 （D ）1/32 9、一个氢原子处于主量子数n =3的状态，那么此氢原子（A ）能够吸收一个红外光子 （B ）能够吸收也能够发射一个红外光子 （C ）能够发射一个红外光子 （D ）不能够吸收也不能发射一个红外光子10、已知用光照的办法将氢原子基态的电子电离，可用波长是913A 的紫外光，那么氢原子从各受激态跃迁至基态的赖曼系光谱的波长可表示为：（ ）（A ）λ=91311+-n n A （B ）λ=91311-+n nA （C ）λ=913112-+2n n A 0（D ）λ=913122-n n A 0二、填空题1、当波长为300nm 的光照射在某金属表面时，光电子的动能范围为0～4.0×10-19J ，以此金属的遏止电压为|U a |= V ，红限频率发v 0= Hz .2、某金属产生光电效应的红限波长为λ0，今以波长λ（λ<λ0）的单色光照射该金属。
金属释放出的电子的动量大小为 kg ·m/s 。
3、频率为100MHz 的一个光子的能量是 J ，动量的大小是 kg ·m/s 。
4、已知x 射线光子的能量为0.6 MeV ，若在康普顿散射中散射光子的波长变化了20%，则反冲电子的动能为 。
5、设某气体的分子的平均平动动能与波长λ=4000A 0的光子的能量相等，则该气体的温度为 。
6、氢原子基态的电离能量 eV 。
电离能为+0.544eV 的激发态氢原子，其电子处在n = 轨道上运动。
7、设大量氢原子处于n =4的激发态，它们跃迁时发射出一簇光谱线最多可能有 条，其中最短的波长是 nm 。
8、根据玻尔的的氢原子理论，基态氢原子中电子绕核运动的速度为 。
9、处于基态的氢原子被能量12.09eV 的光子激发时，其电子的轨道半径增加了 倍。
三、计算题1、图中所示为在一次光电效应实验中得出的曲线。
（1）求证：对不同材料的金属，AB 线的斜率相同。
（2）由图上数据求出普朗克恒量h 。
2、康普顿使用波长为0.0711nm 的x 射线作散射实验，问在ϕ=180°处；（1）散射光波长是多少？（2）散射光的能量是多少？（3）反冲电子获得的能量是多少？3、已知电子在垂直均匀磁场B的平面内运动，试用玻尔氢原子理论求电子定态轨道的半径r n =？近代物理三班级 学号 姓名 一、选择题1、静止质量不为零的微观粒子作高速运动，这时粒子物质波的波长与速度有如下关系 ( )（A ）λ∝v （B ）λ∝1/v （C ）λ∝2211c //-v （D ）λ∝2-v 2c2、关于波粒二象性，正确的说法是 ( ) （A ）只有光才有波粒二象性（B ）实物粒子中只有电子才有波动性 （C ）宏观物体只有粒子性，没有波动性 （D ）任何物体都有波粒二象性。
3、如图所示，一束动量P的电子，通过缝宽为a 的狭缝，在距离狭缝为R 处放置一光屏，屏上衍射图样中央最大的宽度d 等于 （ ）（A ）2a 2/R （B ）2ha/P （C ）2ha /RP （D ）2Rh /ap4、氩（Z =18）原于基态的电子组态是 （ ） （A ）1s 22s 82p 8 （B ）1s 22s 22p 63d 8（C ）1s 22s 22p 63s 33p 6 （D ）1s 22s 22p 63p 43d 25、关于测不准关系Δx ΔP x ≥h 有以下几种理解 （ ） （1）粒子的动量不可能确定 （2）粒子的坐标不可能确定 （3）粒子的动量和坐标不可能同时确定 （4）测不准关系不仅适用于光子和电子，也适用于其他粒子。