新人教版相对论的诞生-课件

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15、最具挑战性的挑战莫过于提升自 我。。2021年3月2021/3/22021/3/22021/3/23/2/2021
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16、业余生活要有意义，不要越轨。2021/3/22021/3/2Marc h 2, 2021
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17、一个人即使已登上顶峰，也仍要 自强不 息。2021/3/22021/3/22021/3/22021/3/2
麦克尔逊莫 雷实验
上述的矛盾使物理学家面临两个选择，一 是修正现有的理论，去迎合实验结果（这 相对比较容易，但常常无效）； 另一种主 张彻底摆脱“麦克斯韦电磁理论只适用于 某一特殊的惯性系”，创立全新的理论。 爱因斯坦、庞加莱等人选择了后者．并提 出了两个假设：
三、狭义相对论的两个基本假设
1、狭义相对性原理
在不同参 考系中观 察物体的 运动情况
光速恒定的特性，同运动的相对性原理 之间似乎产生了矛盾？
但是实验现象表明，不论光源和 观察者做怎样的相对运动，光速都是 恒定的．
v
光速＝c
光速＝ cv
c2 .9 9 18m 0 1S
任何参照系中测得的光在真空的速率 都应该是这一数值
这一结论还特别为后来的很多精确的实验 所证实，最著名的是1887年迈克尔逊和莫雷 所做的实验。它们都明确无误地证明光速的 测量结果与光源和测量者的相对运动无关， 亦即与参照系无关。
可见光和电磁波的运动不服从伽利略相对 原理.
当时人们为了解决这个困难，提出了三种 可能：
（1）麦克斯韦电磁理论有错，正确的电磁方 程组应满足伽利略不变性。
（2）牛顿力学与麦克斯韦电磁理论都对，但 麦克斯韦电磁理论只在某一特殊的惯性系 成立。
（3）牛顿力学与伽利略变换不对，应存在某 种变换，麦克斯韦电磁理论在这种新的变 换下具有不变性。这意味着经典牛顿力学 要作修改，修改后的力学方程在新的变换 下具有不变性。
②强调真空中的光速不变指大小既不依赖于 光源或观察者的运动，也不依赖于光的传 播方向
③几十年来科学家采用各种先进的物理技术 测量光速，结果都不违背光速不变原理。
小结
一、伽利略相对性原理 力学规律在任何惯性系中都是相同的
二、相对性原理与电磁规律发生矛盾 三、狭义相对论的两个基本假设
1、狭义相对性原理 在不同的惯性参考系，一切物理规律都是相同的
在不同的惯性参考系，一切物理规律都 是相同的
2、光速不变原理
真空中的光速在不同的惯性参考系中是 相同的，光速与光源、观察者间的相对运 动没有关系。
就是在看来如此简单且最一般的两个假设的 基础上爱因斯坦建立了一套完整的理论——狭 义相对论
对两个基本原理的正确理解
①自然规律不仅包括力学规律，还包括电磁 学规律等其他所有的物理学规律；
高中物理新人教版 选修３- 4系列课件
15.1《相对论诞生》
教学目标
• 知识与技能： • （1）了解相对论诞生的历史背景，知道麦克耳孙一莫雷
实验 • （2）了解经典的相对性原理 • （3）知道相对性原理与电磁规律之间的矛盾 • （4）知道狭义相对论的两个基本假设 • 过程与方法：
（1）了解对经典物理学内部矛盾的探索过程 • （2）理解爱因斯坦建立相对论的科学探究思想和逻辑推
二十世纪初诞生的相对论和量子力学就是 这场从经典物理向近代物理变革的标志
20世纪最伟大的科学家 爱因斯坦
一Байду номын сангаас经典的相对性原理
1、惯性系： 牛顿运动定律成立的参考系 相对于一个惯性参考系做匀速直线运动的
另一个参考系也是惯性系 2、伽利略相对性原理
力学规律在任何惯性系中都是相同的 还可表述为：在一个惯性参考系内进行的 任何力学实验都不能判断这个惯性系是否 相对于另一个惯性系做匀速直线运动；或 者说，任何惯性系都是平权的。
牛顿的伽利略相对性原理是作为基本假 设提出来的，它之所以为人们接受承认，一 方面是牛顿力学在解决力学问题获得的巨大 功；另一方面观察结果与人们的经验相符。
但是十九世纪中叶，人们在研究与物 体运动有关的电磁现象时，发现在电磁现 象的规律不符合相对性原理
其中最典型的就是光速的问题
不同的参考系中观察物体的运动情况可能不 同，物体在空间移动这一概念也是相对的．
二、相对性原理与电磁规律
19世纪后半叶和20世纪初，物理学家们曾经猜想， 有一种叫做以太的介质，弥漫在宇宙中，它是电磁波传播 时所需要的介质，拿以太做参考系时麦克斯韦的电磁理论 才成立．今天看来，以太是某一特殊参考系的代表．麦克 尔逊实验表明不存在这样的特殊参考系，实际上就是宣布 宇宙间不存在以太．
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12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人 的错儿 。2021/3/22021/3/22021/3/2T uesday, March 02, 2021
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13、知人者智，自知者明。胜人者有 力，自 胜者强 。2021/3/22021/3/22021/3/22021/3/23/2/2021
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14、意志坚强的人能把世界放在手中 像泥块 一样任 意揉捏 。2021年3月2日星期 二2021/3/22021/3/22021/3/2
谢谢观赏
You made my day!
我们，还在路上……
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9、有时候读书是一种巧妙地避开思考 的方法 。2021/3/22021/3/2T uesday, March 02, 2021
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10、阅读一切好书如同和过去最杰出 的人谈 话。2021/3/22021/3/22021/3/23/2/2021 1:35:32 PM
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2、光速不变原理 真空中的光速在不同的惯性参考系中是相同的，
光速与光源、观察者间的相对运动没有关系。
相对论的时空观念与人们固有的 时空观念差别很大，很难被普通人
所理解。人们都称赞爱因斯坦伟大， 但又常常弄不懂这伟大的内容。这 使人们想起英国诗人波谱歌颂牛顿
的诗句:
自然界和自然界的规律隐藏在黑暗中， 上帝说：“让牛顿去吧，” 于是一切都成为光明。 后人续写道: 上帝说完多少年之后， 魔鬼说：“让爱因斯坦去吧，” 于是一切又回到黑暗中。
理方法 • 情感态度价值观： • （1）明确物理理论的发展的基础——实验 • 教学重点、难点 ：狭义相对论的两点假设 • 教 学 方 法 ：阅读小结
牛顿的经典力学的基础就是以牛顿命名的 三条定律，这一理论形成于十七世纪，在以 后的两个多世纪里，牛顿力学对科学和技术 的发展起了巨大的推动作用，同时自身也得 到了很大发展。但是，进入二十世纪，物理 学研究的领域开始深入到了微观高速领域， 这时人们发现牛顿力学在这些领域不再适用。 物理学的发展要求对牛顿力学以及某些长期 认为是不言自明的基本观念作出根本性的变 革，物理学需要一场革命！