近代物理学进展作业
近代物理学习题
近代物理学习题第1页共8页近代物理一、填空题1.2.3.4.氢原子的电离能是eV.锂的四个光谱线系分别为()。
粒子散射实验中,偏转角的取值范围()氢原子光谱的帕邢线系的波数可以表达为()5.当n1时,氢原子的电子轨道半径为a1,能量为E1;若n6时,电子轨道半径为(),能量为()。
6.物理学界建立的包括强相互作用、和的“标准模型”理论,成为粒子物理学的基本理论.日本科学家南部阳一郎,因发现亚原子物理的;小林诚和益川敏英则因有关的发现共同分享2022年诺贝尔物理学奖.他们的研究成果成为人类对物质最深处探索的一个新里程碑.7.自然界的四种相互作用包括、、电磁相互作用和弱相互作用.基本粒子按其相互作用可分为、轻子和.8.里德堡原子是指.其主要特点有:.9.卢瑟福提出核式结构模型的主要依据是.10.电子自旋假设提出的实验基础有、、和.11.分子的近红外谱是由分子的产生的.12.夫兰克—赫兹实验证明了______.13.电子显像管在20千伏的加速电压下,产生的某射线的最短波长是nm.14.氢的巴耳末系的最长波长为nm;氢的电离能是eV.15.电子耦素的里德堡常数是.16.L=1,S=1/2,J=1/2,其光谱项是.C中每个核子的平均结合能.17.11H和01n的质量分别为.1.0078252u和1.0086654u,则12618.某放射性核素的衰变常数为,则其半衰期为,平均寿命为.19.原子物理学、原子核物理学和粒子物理学这三个学科反映了物质微观结构的不同层次和微观粒子能量变化的尺度有关.原子物理学的能量变化尺度是eV,原子核物理学的能量变化尺度是,粒子物理学的能量变化尺度是甚至已接近TeV.20.同科电子是指;nl次壳层上能容纳的电子数最多为个.21.人类历史上第一次人工实现的核反应是.22.碱金属原子能级与轨道角量子数有关的原因是;造成碱金属原子精细能级的原因是;造成氢原子光谱精细结构(不考虑蓝姆移动)的原因是.23.电子的自旋角动量为;在外场方向(z方向)的投影为;自旋磁矩为μB.24.电子显像管在20千伏的加速电压下,产生的某射线的最短波长是.25.11H和01n的质量分别为.1.0078252u和1.0086654u,则126C中每个核子的平均结合能.第2页共8页26.某放射性核素的衰变常数为,则其半衰期为,平均寿命为.27.双原子分子的纯转动谱,其波数间隔为28.Na的价电子态为3p,考虑精细结构,其原子态为()。
近代物理演示实验报告_0
近代物理演示实验报告篇一:近代物理实验实验报告20xx-20xx学年第一学期近代物理实验实验报告目录液晶电光效应实验 (4)一、实验目的 (4)二、实验原理 (4)三、实验仪器 (7)四、实验步骤 (8)1、液晶电光特性测量 .................................................................. .. (8)2、液晶上升时间、下降时间测量,响应时间 (10)3、液晶屏视角特性测量 .................................................................. .. (13)拓展实验:验证马吕斯定律 .................................................................. (14)五、注意事项 (15)附:《LCD产品介绍及工艺流程》相关资料 ..................................................................15α粒子散射 (20)一、实验目的 (20)二、实验原理 (20)1、瞄准距离与散射角的关系 .................................................................. (20)2、卢瑟福微分散射截面公式 .................................................................. (21)3、对卢瑟福散射公式可以从以下几个方面加以验证。
(23)三、实验仪器 (23)四、实验步骤 (24)五、实验数据及处理 .................................................................. (24)六、思考题 (27)α散射的应用 (27)电子衍射 (29)一、实验目的 (29)二、实验原理 (29)运动电子的波长 .................................................................. . (29)相长干涉 (29)三、实验仪器 (30)四、实验数据及处理 .................................................................. (30)五、实验结论 (31)验证德布罗意假设 .................................................................. (31)普朗克常量的测定 .................................................................. (31)六、电子衍射的应用 .................................................................. (32)塞曼效应 (33)一、实验目的 (33)二、实验原理 (33)谱线在磁场中的能级分裂 .................................................................. (33)法布里—珀罗标准具 .................................................................. ................................... 34 用塞曼效应计算电子荷质比e ................................................................... ................. 37 m三、实验步骤 (37)四、数据处理及计算结果 .................................................................. . (37)五、误差分析 (37)六、思考题 (38)拓展实验 (38)观察磁感应强度与能级分裂强弱的关系 .................................................................. (38)估算铁芯的磁导率 .................................................................. (38)七、塞曼效应在科学技术中的应用 .................................................................. (39)液晶电光效应实验一、实验目的了解液晶的特性和基本工作原理;掌握一些特性的常用测试方法;了解液晶的应用和局限。
近代物理实验-氢原子光谱
近代物理实验——氢原子光谱一、 实验简介光谱线系的规律与原子结构有内在的联系,因此,原子光谱是研究原子结构的一种重要方法.1885年巴尔末总结了人们对氢光谱的测量结果,发现了氢光谱的规律,提出了著名的巴尔末公式,氢光谱规律的发现为玻尔理论的建立提供了坚实的实验基础.1932年尤里根据里德伯常数随原子核质量不同而变化的规律,对重氢赖曼线系进行摄谱分析,发现氢的同位素——氘的存在.通过巴尔末公式求得的里德伯常数是物理学中少数几个最精确的常数之一,成为检验原理论可靠性的标准和测量其它基本物理常数的依据.原子光谱的观测,为量子理论的建立提供了坚实的实验基础。
Johannes Rober Rydberg Johann Jakob Balmer 1825 ~1898 1854~1919瑞士数学兼物理学家 瑞典物理学家、数学家,光谱学的奠基人之一二、 实验目的1.测量氢原子光谱中巴尔末线系的几条谱线的波长,并将在空气中的波长修正为真空中的波长。
2.测量计算各谱线的里德伯常数RH ,并求其平均值或用线性拟和的方法求出RH 。
3.学习多功能组合光谱仪的使用。
三、实验原理在量子化的原子体系中,原子能量状态1E ,2E …为一系列分立的值,原子的每一个能量状态称为原子的一个能级。
原子的最低能级称为原子的基态,高于基态的其余各能级称为原子的激发态。
处于高能级的原子,总是会自发跃迁到低能级,并发射出光子。
设光子能量为ε ,频率为ν,高能级为2E ,低能极为1E ,则2121,.E E h E E hενν-==-=由于原子能级是分立的,所以原子由高能级向低能级跃迁时,会发射一些特定频率的光子,在分光仪上表现为一条条分立的光谱线,称为“线状光谱”或“原子光谱”。
波长λ的倒数是波数,它的值由巴耳末公式决定。
对于H 原子有2212111,H HR n n λ⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭(2-1-1)式中H R 为H 原子的里德伯常量,H R =1.096776⨯107m-1。
人教版高二历史必修三第11课 物理学的重大进展 学案(带答案)
第11课物理学的重大进展学案一、学习目标1、了解经典力学的主要内容,认识其在近代自然科学理论发展中的历史地位;2、知道相对论、量子论的主要内容,认识其意义。
重点:伽利略对物理学发展的重大贡献;经典力学的建立;相对论的提出;量子论的诞生。
难点:物理学各阶段发展的原因;对科学发展创新性的理解。
二、预习自学三、合作探究1.伽利略的贡献和牛顿的成就有何内在联系?2.经典力学的主要内容有哪些?其创立的标志是什么?在近代自然科学发展中的历史地位如何?3.相对论的主要内容有哪些?相对论和量子论的创立有何重要意义?4.(1)近代科学诞生的历史背景是什么?(2)为什么说量子理论和相对论是现代物理学的两大支柱?四、检测反馈知识点1 经典力学1.伽利略被称为“天上的哥伦布”,这是因为他A.发现了落体定律 B.为经典力学奠定了基础C.在天文学方面的重大贡献 D.注重实践和实验2.经典力学成熟的标志是A.惯性定律的发现B.作用和反作用等定律的发现C.《自然哲学的数学原理》一书的出版D.万有引力定律的发现3.下列人物属于经典力学创立者的是A.伽利略B.牛顿C.爱因斯坦D.普朗克知识点2 相对论的创立4. 他常说:“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。
”当大多数物理学家沿着牛顿的道路继续前行时,他却走上了一条创新之路,最终对牛顿的力学体系和绝对时空观进行了根本性的变革。
他是A.牛顿B.达尔文C.法拉第D.爱因斯坦5.中新社台北2005年4月19日电:世界第一高楼台北101大楼十九日晚七时许,呼应“物理照亮世界”的活动,点亮灯光,凸现“E=mc2”,纪念伟大的科学家爱因斯坦发表相对论一百周年。
相对论提出的历史意义有①是物理学思想的一次重大革命②否定了经典力学的绝对时空论③深刻地揭示了时间和空间的本质属性④树立了新的时空观、运动观、物质观A.①②③B.①②③④C.①③④D.①②④6.不属于狭义相对论内容的是A.尺缩效应 B.空间和时间不可能离开物质而独立存在C.钟慢效应D.物体运动时,质量会随着物体运动速度的增大而增加知识点3 量子论的诞生与发展7.人类对客观规律的认识开始从宏观世界深入到微观世界的标志是A.量子力学 B.广义相对论C.经典力学 D.狭义相对论8.利用量子理论成功地解释了光电效应现象及光的本质,进一步推动量子理论发展的是A.牛顿 B.普朗克 C.波尔D.爱因斯坦9.有关量子理论,下列有关描述不正确的是A.与相对论一起构成了现代物理学的基础 B.改变着人们的生活C.引发了现代科学技术的突破性进展 D.是由普朗克完成的★10.伽利略指出:“科学的真理不应在古代圣人的蒙着灰尘的书上去找,而应该在实验中和以实验为基础的理论中去找。
近代物理学发展论文
近代物理进展作业物理学发展永无止境物理学发展永无止境摘要:经典力学,经典电动力学,经典热力学形成物理世界三大支柱。
它们紧紧结合在一块,构建起一座华丽而雄伟的殿堂。
物理学家甚至相信:这个世界的基本原理都已被发现,物理学已尽善尽美,已经走到了尽头,再也不可能有任何突破性的进展,如果说还有什么要做的事,那就是在一些细节上进行补充与修正。
新的物理结论代替旧的物理结论也是必然,没有一种理论可以说绝对完美,即使我们提出的理论在完美,也终会有受局限的一天,所以我们没有必要一定要提出十分完美,别人永远攻不破的理论,我们要做的只是使物理大厦更加完善,所以我们要做只是努力向前看!物理学的开端源溯深远,但若说物理学真正意义上的征服世界还是在19世纪末,他的力量控制着一切人们所未知的现象。
古老的牛顿力学城堡历经岁月磨砺风雨吹打依旧屹立不倒,反而更凸显他的伟大与坚固。
从天上的行星到地上的石头,万物皆毕恭毕敬的遵循它的规律。
1846年海王星的发现更是它取得的伟大胜利之一。
光学方面,波动论统一天下,神奇的麦式方程完美的诠释了这个理论并将其扩大到整个电磁领域。
热学方面,热力学三大定律已基本建立,而在克劳修斯,范德瓦尔斯的努力下,分子动理论和统计热力学成功建立。
当然,更令人惊奇的是这一切似乎都彼此包含,形成了以经典物理联盟。
经典力学,经典电动力学,经典热力学形成物理世界三大支柱。
它们紧紧结合在一块,构建起一座华丽而雄伟的殿堂。
那当然是一段伟大而光荣的日子,是经典物理的黄金时代。
科学的力量从这一时期开始才真正变得如此强大,如此令人神往。
我们认为自己已掌握了上帝造物的奥秘,在没有遗漏,我们所熟知的一切物理现象几乎都可以从现成的物理理论里得到解释。
力,热,声,光,电等等一切的一切,似乎都被同一种手法控制。
物理学家甚至相信:这个世界的基本原理都已被发现,物理学已尽善尽美,已经走到了尽头,再也不可能有任何突破性的进展,如果说还有什么要做的事,那就是在一些细节上进行补充与修正。
中国的近代物理学家及物理学进展(1900 – 1949) 之三
中国的近代物理学家及物理学进展(1900 – 1949) 之三早在1929年,教育家蔡元培先生力主将国立山东大学迁至青岛筹办,他多次称:“青岛之地势及气候,将来必为文化中心点,此大学关系甚大”。
国民政府教育部接受了蔡元培先生的建议,随即指令将国立山东大学筹委会改为国立青岛大学筹委会,并于1930年4月28日,任命杨振声为校长,5月杨振声校长到任并启钤办公。
1930年6月,根据筹委会决议,国立青岛大学第一年先设文、理两学院,其中理学院设有四个系:数学系、物理系、化学系、生物系,至此物理系正式诞生,当时物理系有教员王普先生;1930 年8月,新成立的国立青岛大学在济南、青岛两地招收一年级新生,物理系新生十余人,聘蒋德寿教授为主任,9月21日举行了开学典礼。
1931 年又聘郭贻诚先生,学生增至三十余人,购置图书仪器若干,开设热学、物性、电磁等实验,初具规模。
1932 年9月行政院决定将国立青岛大学改名为国立山东大学,文、理两学院合并成文理学院,物理系与数学系合并为数理学系,蒋德寿辞去主任职务,聘王恒守先生为主任来校工作。
1933 年3月学校新建科学馆落成,物理系进入一楼,仍自成一系,与数学、生物两系合用科学馆,王恒守先生仍为主任,聘任之恭、王淦昌、蔡方宪、何增禄、蒋丙然、方光圻、潘祖武、吴敬寰、李珩、郑衍芬以及德国人费尔先生等来系执教。
又购置图书仪器数批,各年级实验室逐渐充实。
到1934年时,物理系已经建起6个实验室:(1)普通物理实验室,已有声、光、热、电诸实验设备;(2)物性实验室,有热学、物性实验设备;(3)电学实验室,有初等和高等电磁学诸实验设备;(4)无线电实验室,有200W 无线电广播机和无线电基本实验设备;(5)光学实验室,有高级光学实验设备和全套光源3架(6)近代物理实验室,有高度真空抽气机、水银蒸气抽气机和象限电流计,以及阴极射线实验、放射体实验等设备。
1935 年物理系又获得中华教育文化基金会资助,购置气象和无线电仪器若干,建设工厂一所,专供修理和自制仪器之用。
高中历史必修3第11课《物理学的重大进展》练习题与答案
高中历史必修3第11课〔物理学的重大进展〕练习题与答案高考资料〔重点讲解〕经典力学体系的建立、特点和历史地位经典力学是物理学中开展较早的一个分支。
古希腊著名的哲学家亚里士多德曾对“力和运动〞提出过许多观点,他的著作一度被当作古代世界学术的百科全书,在西方有着极大的影响,以致他的很多错误观点在长达2022年的岁月中被大多数人所接受。
16世纪以后,人们开始通过科学实验,对力学现象进行X的研究。
许多物理学家、天文学家如哥白尼、布鲁诺、伽利略、开普勒等,做了很多艰巨的工作,力学逐渐摆脱传统观念的束缚,有了很大的进展。
英国科学家牛顿在前人研究和实践的根底上,经过长期的实验观测、数学计算和深刻思考,提出了力学三大定律和万有引力定律,把天体力学和地球上物体的力学统一起来,建立了系统的经典力学理论。
产生的原因是受到文艺复兴运动的影响,科学逐渐从神学的桎梏中解放出来,进入到实验科学的时代。
以伽利略为代表的科学家奠定了经典力学的理论根底。
17世纪英国资本主义经济的迅速开展。
工场手工业时期经济上的需要。
经典力学的重要奠基者──伽利略的主要奉献是觉察落体定律,为经典力学的建立奠定了根底。
制造天文望远镜觉察许多星体,证明了哥白尼“日心说〞的正确性。
开创了以实验事实为依据并具有严密逻辑体系的近代科学,标志着物理学的真正开端,被誉为“近代科学之父〞。
经典力学建立的标志是牛顿确立的万有引力定律和运动三大定律〔惯性定律、加速度的比例定律、作用力和反作用力定律〕。
〔自然哲学的数学原理〕一书的出版标志着经典力学的成熟。
其显著特征之一是注重实验,之二是它的数学化。
经典力学的建立,凝聚着许多科学家的心血,牛顿〔微积分的创立者之一〕则是其中的集大成者,故经典力学又称牛顿力学。
牛顿力学是经典物理学和天文学的根底,也是现代工程力学以及与之有关的工程技术的理论根底。
牛顿力学的创立标志着人类科学时代的开始。
牛顿力学和热学的应用,引发了以英国工业革命为起点的第—次技术革命,使人类社会进入蒸汽时代。
近代物理实验教程的实验报告
近代物理实验教程的实验报告时间过得真快啊!我以为自己还有许多时间,只是当一个睁眼闭眼的瞬间,一个学期都快结束了,现在我们为一学期的高校物理试验就要画上一个圆满的句号了,本学期从其次周开设了近代物理试验课程,在三个多月的试验中我明白了近代物理试验是一门综合性和技术性很强的课程,回顾这一学期的学习,感觉非常的充实,通过亲自动手,使我进一步了解了物理试验的基本过程和基本方法,为我今后的学习和工作奠定了良好的试验基础。
我们所做的试验基本上都是在物理学进展过程中起到打算性作用的闻名试验,以及体现科学试验中不行缺少的现代试验技术的试验。
它们是我受到了闻名物理学家的物理思想和探究精神的熏陶,激发了我的探究和创新精神。
同时近代物理试验也是一门包括物理、应用物理、材料科学、光电子科学与技术等系的重要专业技术基础物理试验课程也是我们物理系的专业必修课程。
我们原来每个人要做共八个试验,后来由于时间关系做了七个试验,我做的七个试验分别是:光纤通讯,光学多道与氢氘,法拉第效应,液晶物性,非线性电路与混沌,高温超导,塞满效应,下面我对每个试验及心得体会做些简洁介绍:一、光纤通讯:本试验主要是通过对光纤的一些特性的探究(包括对光纤耦合效率的测量,光纤数值孔径的测量以及对塑料光纤光纤损耗的测量与计算),了解光纤光学的基础学问。
探究相位调制型温度传感器的干涉条纹随温度的变化的移动状况,模拟语电话光通信,了解光纤语音通信的基本原理和系统构成。
老师讲的也很清晰,本试验在操作上并不是很困难,很易于实现,易于胜利。
二、光学多道与氢氘:本试验利用光学多道分析仪,从巴尔末公式动身讨论氢氘光谱,了解其谱线特点,并学习光学多道仪的使用方法及基本的光谱学技术通过此次试验得出了氢原子和氘原子在巴尔末系下的光谱波长,并利用测得的波长值计算出了氢氘的里德伯常量,得到了氢氘光谱的各光谱项及巴耳末系跃迁能级图,计算得出了质子和电子的质量之比。
个人觉得这个试验有点太智能化,建议熬炼操作的部分能有所加强。
2020年春高一历史人教版必修3课后练习题:第11课 物理学的重大进展
物理学的重大进展基础达标1.菲利普·费尔南德兹·阿迈斯托在评价某科学家时指出:在他的宇宙里,“每一种现象都带有欺骗性。
物质和能量可以相互转换。
双胞胎以不同的速度衰老。
平行线可以交叉。
光线弯曲的径迹其实缠绕宇宙”。
这位科学家是( )A.伽利略B.达尔文C.牛顿D.爱因斯坦2.当说明人们所能感知的宏观世界的牛顿理论,在这两个极端(巨视和微观)的世界里失灵时,这两种理论便取而代之,并在各自管辖的领域给出了极完美的解释。
“这两种理论”是指( )A.经典力学细胞学说 - B.相对论量子论C.万有引力相对论D.量子论细胞学说3.20世纪初,提出光量子假说,解决经典物理学无法解释的光电效应问题的科学家是( )A.普朗克B.麦克斯韦C.玻尔D.爱因斯坦4.经典物理学所面临的危机,终于在20世纪初被物理学发展史上的两场伟大的革命所解决。
这两场革命使人类( )A.拥有了研究宏观世界和微观世界的理论体系B.放弃了经典物理学的思想方法和科学理论C.否定了此前物理学取得的一系列成果D.转变了人们的思维方式和社交方式5.“就人类文明史而言,它成就了英国工业革命,在法国诱发了启蒙运动和大革命。
迄今为止,还没有第二个重要的科学和学术理论,取得过如此之大的成就。
”“它”指的( ) A.哥白尼的“日心说”B.牛顿的力学理论体系C.达尔文的进化论D.法拉第的电磁感应现象6.大型历史纪录片《大国崛起》中有这样一段解说词:“300年前,人类的思想还充斥着迷信和恐惧,‘水为什么往低处流,太阳为什么升起落下’这些今天看来简单至极的问题,在当时却是根本无法认识和把握的。
”这些“当时却是根本无法认识和把握的”问题,终于被人类破解得益于( )A.牛顿的经典力学B.普朗克的量子论C.达尔文的进化论D.爱因斯坦的相对论7.“这些哲人(指启蒙思想家)受被牛顿证实的万有引力定律的影响很大,相信存在着不仅控制物质世界、而且控制人类社会的自然法则。
近代物理学的发展与成就
近代物理学的发展与成就近代物理学是指从19世纪中期到20世纪初期,包括了经典力学、电磁学、光学、热力学、统计物理学、量子物理学等领域的物理学发展历程。
这个时期见证了人类对物质的本质认识的深入拓展,物理学成为现代科学中的一个核心领域。
本文将从下列方面探讨近代物理学的发展与成就。
I. 经典物理学的发展经典物理学是近代物理学发展的开端。
运用经典力学和电磁学理论,研究物质在一定条件下的运动规律和力学性质。
牛顿力学、拉格朗日力学、哈密顿力学、热力学和统计物理学等重要理论的建立和发展规范了物理学发展的轨迹。
物理学家从中获得了洞察物质本质规律的灵感,上述理论已成为现代物理学理论基础的重要参考。
经典物理学的发展为随后的量子力学的出现打下了良好的基础。
II. 量子力学的颠覆性进展量子力学是20世纪初期出现的一种新的物理学理论,其颠覆性的进展改变了人们对物质本质的认识。
量子力学推翻了牛顿力学的决定论,放弃了物质在经典条件下的固定位置和速度,而是用概率性描述了微观世界的行为。
量子力学中的“量子态”和“测量”等重要概念,开创了研究微观世界的新视角,使人们深入理解到物质本质的本质规律。
III. 深入研究的核物理20世纪初期,核物理研究接续发展。
人类对原子核结构的认识加深,原子核的大小、质量、质子和中子的结构、放射现象等成为研究的热点。
通过核物理的研究,人类首次制造出原子弹和核电站,这是人类历史上的一个划时代事件。
IV. 伽马射线和宇宙射线伽马射线和宇宙射线都是目前未知流行的两种自然现象。
伽马射线属于一种高能量光辐射,其波长小于X射线和紫外线,高于X射线和辐射。
伽马射线具有极强的穿透力,在核物理研究、地质勘查等领域有着广泛的应用。
宇宙射线是来自地外的高速带电粒子流,其来源和途径至今还未被完全揭示,但是宇宙射线的探索已经成为了物理学研究的一个重要方向。
V. 计算机模拟的重要意义计算机模拟是20世纪晚期出现的模拟计算模型,通过模拟物质的运动规律和相互联结方式,在纯计算机环境中模拟真实物质世界。
第11课 物理学的重大进展
第11课物理学的重大进展【课堂达标】1.观察下图,据图可以得出西方近代自然科学发展的主要特点是()A.生活实践经验的总结B.实用性技术应用性强C.科学观察、实验的研究方法D.重视经验综合,轻视理论研究解析:选C。
伽利略在比萨斜塔所做的物体落地实验和牛顿观察苹果落地都是科学观察、实验的研究方法;A、B、D三项符合中国古代科技发展的特点。
2.牛顿刻苦钻研,废寝忘食,每天在实验室里工作17 ~18个小时,以至于剑桥大学图书馆馆长说牛顿是“一个神经不很正常的家伙”。
正是由于他这种全身心投入的精神,使得他不断地取得新成果,这些新成果应该包括()①三大定律②万有引力定律③微积分④自由落体运动A.②③④B.①③④C.①②③D.①②④解析:选C。
本题考查学生分析理解能力。
自由落体运动是伽利略首先发现的,而不是牛顿,其他三项都是牛顿的成就。
其中三大定律和万有引力定律是牛顿于1687年在其著作《自然哲学的数学原理》中提出的,微积分是其另外成就,除此之外牛顿还发现了太阳光的光谱,发明了反射式望远镜等。
3.《西游记》中,孙悟空每次到天宫办事,总是忙完手头上的事,就得马上返回地面保护唐僧。
因为他如果在天上浪费一天,唐僧就得在地上失去一年的代价。
假如此情境成立,其科学依据最有可能的是()A.相对论B.量子论C.全球信息网D.进化论解析:选A。
根据爱因斯坦的相对论,时间、空间、质量等都不是固定不变的,而是处在不断的变化中。
4.有一次,爱因斯坦与卓别林共同出席一个宴会,他们都受到了热烈的欢迎。
卓别林对爱因斯坦开玩笑说:“大家欢迎我是因为他们都能理解我,大家欢迎你是因为他们都不理解你。
”此话意指()A.绝大多数人盲目欢迎爱因斯坦B.相对论有悖于人们的日常经验C.爱因斯坦的理论与人们日常生活无关D.伟大的科学家不如著名艺术家解析:选B。
本题命题角度新颖,相对论的提出是物理学领域的一次重大革命,相对论否定了经典力学的时空观,有悖于人们的日常经验。
第11课 近代物理学的重大进展
19世纪物理学研究不断发展
经典力学无法解释高速运动微观粒子发生的现象
导 致
物理学危机
和牛顿一样,爱因斯坦年幼时也未显出智力超群,相反,到了
四岁多还不会说话,家里人甚至担心他是个低能儿。而且,就是这
样一位光彩夺目的人物,在整个中小学时代却常常被斥为“生性孤
僻、智力迟钝”,“不守纪律、心不在焉。想入非非”。中学毕业
前夕,校方甚至断言他未来将“一事无成”,勒令他退了学。16岁
那年,他以同等学历报考大学,尽管物理、数学成绩很好,但由于
需要死记硬背的科目考砸了锅,只得名落孙山。第二年进入大学后,
在四年大学生活中,他仍然不是“好学生”:曾被数学教授称为
“懒狗”,曾因做实验出事故受到处分,还曾被物理教授认为不适
宜学物理而应当改行。大学毕业时几位同窗好友都留校当了助教,
牛顿(英)
从经典力学发展到相对论、量子 论(19世纪末~20世纪初)
利用望远镜观察天体并取得大量成果的第一人 证实了哥白尼“日心说”的正确性
哥白尼提出太阳中心说从根本上动摇了宗教神学的 理论基础,标志着近代科学革命开始。
“从此自然科学便开始从神学中解放出来”,“科 学的发展从此便大踏步前进”(恩格斯《自然辩证法》)
人们争相传颂: “哥伦布发现了 新大陆,伽利略 发现了新宇宙”。
英国在1987年发行了一套纪念牛顿
的
出版300周年的邮票,
其中一枚是关于
定律的。
图中的苹果大家都知道是万有引 力的象征。苹果内的几何图是什 么意思呢?
在《自然哲学的数学原理》中, 牛顿用来证明球形天体对球外一质 点的引力等效于球的全部质量集中 于球心时,用了一幅几何图,这一 点对于确定万有引力与距离成平方 反比关系是很重要的 。
人教版高中历史必修三第四单元 第11课 物理学的重大进展 同步测试
人教版高中历史必修三第四单元第11课物理学的重大进展一、单选题(共15题;共30分)1.20世纪初,物理学发生一场革命性变化,推动这一变化的是A. 电的发明和利用B. 相对论的提出C. 经典力学的创立D. 原子能的应用2.法国数学家和天文学家拉普拉斯曾经这样说过:“不会产生两个牛顿,因为要发现的世界只有一个。
”牛顿所发现的“世界”是指()A. 微积分B. 反射望远镜C. 光的色散原理D. 三大运动定律3.(2008·广东单科·21)19世纪,西方宗教信仰的虔诚度降低。
与这一趋势形成无关的科学家是( )A. 牛顿B. 达尔文C. 爱因斯坦D. 伽利略4.爱因斯坦说:“至今还没有可能用一个同样无所不包的统一概念,来代替他的关于宇宙的统一概念。
要是没有他的明晰的体系,我们到现在为止所取得的收获就会成为不可能。
”爱因斯坦所说的“他”是( )A. 牛顿B. 伽利略C. 爱迪生D. 瓦特5.1919年英国《泰晤士报》曾刊登标题文章——“科学革命”,两个副标题是“宇宙新理论”、“牛顿观念的破产”。
具有“科学革命”意义的理论是( )A. 日心说B. 量子论C. 相对论D. 经典力学6.英国哲学家培根倡导一丝不苟地记录经验性的实验,促进科学的发展;法国哲学家笛卡尔主张用数学法则作为表述人类理性的最高法则,从事科学研究。
17世纪一位科学家承袭了他们的传统,他创立的理论体系()A. 揭示了基本的宇宙法则B. 奠定了现代物理学理论基础C. 确立了太阳中心说理论D. 阐明了时间空间的本质属性7.1922年第12版的《不列颠百科全书》在对某条目的解释中写道:“宇宙图景”的新情景不再是“三维空间中一片以太海洋的受迫振动”,而是“四维空间世界线上的一个扭结”。
据此可知,该条目的内容()A. 提出了经典物理学B. 揭示了光电效应成因C. 阐述了光线可弯曲D. 说明了电磁感应现象8.海王星的发现是根据A. 伽利略的自由落体定律B. 牛顿的经典力学C. 爱因斯坦对时间、空间属性的揭示D. 普朗克量子论的提出9.(2008·江苏单科·15)一位科学家的墓碑上镌刻着这样的铭文:“他以神一般的力量,……第一个说明了行星的运动和图像。
人教版高二历史必修三:第11课 物理学的重大进展 学案设计
[知识体系[易混易错]爱因斯坦的相对论并未全面否定牛顿力学体系。
爱因斯坦的相对论只是否定了牛顿力学体系的绝对时空观,并没有否定整个牛顿力学体系。
牛顿力学是相对论力学在低速状态下的一个特例。
牛顿力学是整个力学的基础,至今仍指导着物理学的发展。
相对论发展了牛顿力学,打破了传统的绝对时空观。
史料探究1.近代自然科学兴起与资本主义发展、思想解放运动的关系材料一随着资本主义萌芽的产生与发展,欧洲掀起了文艺复兴运动。
文艺复兴运动不仅推动了文学艺术、思想的繁荣,也推动了哥白尼、伽利略、布鲁诺等人热衷于近代天文学的研究,推动牛顿经典力学的诞生。
材料二欧洲启蒙思想家受被牛顿证实的万有引力定律的影响很大,他们相信不仅存在着控制物质世界的自然法则,也存在着控制人类社会的自然法则……理性被用来检验一切事物——所有的人、所有的制度、所有的传统,伟大的启蒙运动产生了。
思考结合上述材料,分析近代自然科学的产生与资本主义发展、思想解放运动的关系。
(1)资本主义生产力的发展是近代自然科学产生的社会前提。
(2)文艺复兴为近代自然科学的产生奠定了思想基础;另一方面,以牛顿经典力学为代表的近代自然科学为启蒙运动奠定了科学基础。
2.相对论与经典力学的区别与联系材料爱因斯坦与牛顿的对话(虚拟)爱因斯坦:你真伟大,你建立了牛顿力学框架体系,相对论中存在的问题都被你指了出来。
牛顿:你比我更伟大,相对论在许多学科中有着广泛的应用,它和量子力学一起,已成为近代物理学的两大基础理论,相对论包容了我的三条运动定律及万有引力定律。
爱因斯坦:你我的理论都有瑕疵。
牛顿:哪有十全十美的理论,大家不用我们的理论,他们没有别的理论可用,圣人、神仙也要犯错误,你我都是凡人,你我的身躯已经溶入了自然界,但是,你我的灵魂还留在人间。
思考结合材料及所学知识,分析牛顿经典力学体系与爱因斯坦相对论的关系。
区别:牛顿经典力学体系反映了物体低速运动的客观规律,相对论反映了物体高速运动的客观规律。
《物理学的重大进展》导学案
第33讲近代以来世界的科学发展历程考点一物理学的重大进展【课程标准】1.经典力学的建立;经典力学的地位和影响2.相对论的背景、内容及意义;量子论的内容和意义【重点难点】学习的重点是经典力学的建立、相对论的提出、量子论的诞生;学习的难点是物理学各阶段发展的原因、对科学发展创新性的理解。
【知识梳理】背景成就奠基意义经典力学标志建立内容特征意义背景物理学的创立重大进展相对论狭义相对论内容广义相对论意义背景诞生发展量子论意义【基础学习交流】1.近代科学诞生的历史背景有哪些?2.牛顿力学体系和相对论在产生背景、研究对象和主要影响等方面有何不同?它们之间的关系如何?【核心探究】互动探究一经典物理学的产生材料右图中的人物是英国科学家牛顿。
他的代表性科学巨著是什么?牛顿力学体系的建立为什么会引起人类认识上的巨大飞跃?互动探究二相对论材料一19世纪末,正当物理学家在庆贺“物理学大厦”落成之际,科学实验却发现了许多经典物理学无法解释的现象。
首先是世纪之交物理学的三大发现:电子、X射线和放射性现象的发现。
其次是经典物理学的万里晴空中出现了两朵“乌云”:“以太漂移”的“零结果”和黑体辐射的“紫外灾难”。
材料二20世纪初,爱因斯坦发表了具有划时代意义的论文,为物理学的发展做出了重要贡献。
为纪念这一奇迹诞生100周年,2004年6月10日,联合国大会召开第58次会议,鼓掌通过了2005年为“国际物理年”的决议。
(1)材料一中的“物理学大厦落成”指的是什么?它是在怎样的背景下落成的?(2)20世纪初,物理学理论有什么新发展?其发展的原因是什么?(3)物理学理论的新发展在当时有什么意义?。
人教版教材必修三第四单元第11课物理学的重大进展限时训练(带答案解析) (1)
人教版教材必修三第四单元第11课物理学的重大进展限时训练姓名:___________班级:___________一、单选题1.“他为20世纪的科学思想撒下了种子,为现代的科技年代开辟道路。
……不但对科学界造成巨大震撼,对人文主义、史化和政治也带来重大影响。
从此以后,无人再相信世界上有绝对的东西。
”材料中的“为现代的科技年代开辟道路”是指A.弥补了经典力学对时空认识的不足B.准确预见到海王星的存在C.创立实验科学推动近代科学的发展D.发现能量辐射的运动原则2.“月亮既不会掉下来,也不会离去,那是因为它的运动正好抵消了地球的引力。
”说这句话的科学家是A.伽利略B.牛顿C.爱因斯坦D.普朗克3.“科学革命是人认识客观世界的飞跃,技术革命是人改造客观世界技术的飞跃。
而科学革命、技术革命又会引起全社会整个物质资料生产体系的变革,即产业革命。
”下列符合这一规律的是A.牛顿力学体系--蒸汽机--工业革命B.电磁感应理论--电动机、发电机--电力革命C.内燃机--汽车、飞机--第二次工业革命D.相对论--电子计算机--第三次工业革命4.英国哲学家培根的“知识就是力量”,法国哲学家笛卡儿的“我思故我在”,牛顿的“万有引力定律”,伽利略的“加速度定律”,美国的《独立宣言》等,这些看似不同领域的思想成就,其背后却有一个共同的信念,此信念是指相信A.上帝是一切事物的根源B.自然界和人类社会均蕴含着通则C.科学能够带给人类幸福D.知识是改善人类生活的主要工具5.爱因斯坦曾经对某一发现作出过这样的评价:“这一发现成为20世纪物理学研究的基础,从那个时候起,几乎完全改变了物理学的发展。
要是没有这一发现,那就不可能建立起分子、原子以及支配他们变化的能量过程的有用的理论。
”这一评价称赞的是:()A.量子假说B.光电效应C.万有引力定律D.经典力学6.《科学的旅程》一书认为:“在科学上,没有一个理论能够说得到了完全的‘证明’,当新事实或新的观察结果出现时,它必定有待于进一步的检验和审视。
近代物理创新实验报告(3篇)
第1篇一、实验背景随着科技的不断发展,物理学领域的研究也在不断深入。
近代物理实验作为物理学研究的重要手段,对于培养科学精神和创新意识具有重要意义。
为了进一步提高实验教学质量,激发学生的学习兴趣,我们设计了一项近代物理创新实验,旨在探究光子与电子的相互作用,为光电子学领域的研究提供新的思路。
二、实验目的1. 了解光子与电子相互作用的原理和实验方法;2. 通过实验验证康普顿效应,探究光子与电子的散射过程;3. 分析实验数据,总结实验规律,为光电子学领域的研究提供参考。
三、实验原理康普顿效应是指当高能光子(如X射线)与物质中的自由电子发生碰撞时,光子会被散射,同时其波长发生变化的现象。
康普顿效应揭示了光子与电子的相互作用规律,为量子力学的发展奠定了基础。
实验原理如下:1. 当入射光子与电子发生碰撞时,光子将部分能量传递给电子,使其获得动能;2. 由于能量守恒和动量守恒,光子波长发生变化,即发生散射;3. 通过测量散射光子的波长,可以验证康普顿效应,并探究光子与电子的相互作用。
四、实验仪器与材料1. 激光器:用于产生高能光子;2. 电子靶:由自由电子组成的靶材料;3. 检测器:用于测量散射光子的波长;4. 光谱仪:用于分析散射光子的波长;5. 计算机软件:用于数据处理和分析。
五、实验步骤1. 将激光器、电子靶和检测器依次连接,搭建实验装置;2. 设置激光器的参数,调整电子靶与检测器之间的距离;3. 启动激光器,使光子与电子靶中的自由电子发生碰撞;4. 检测器接收散射光子,通过光谱仪分析散射光子的波长;5. 记录散射光子的波长数据,并进行数据处理和分析。
六、实验结果与分析1. 实验结果显示,散射光子的波长与入射光子的波长之间存在差异,符合康普顿效应的规律;2. 通过对实验数据进行拟合,可以得到散射光子波长的变化量与入射光子能量的关系;3. 分析实验结果,可以得出以下结论:(1)光子与电子的相互作用符合康普顿效应的规律;(2)散射光子的波长变化量与入射光子能量之间存在线性关系;(3)实验结果与理论预期相符,验证了康普顿效应的正确性。
历史新课标必修三五年高考真题演练 第11课 物理学的重大进展
第11课物理学的重大进展五年高考新课标真题演练1.(2007广东卷)20世纪初,物理学本身发生了一场革命性的变化。
下列选项中推动这一变化的是A.电的发明和利用B.量子论的提出和发展C.经典力学的发展D.原子能在军事上的应用2.(2007海南卷)20世纪初,爱因斯坦相对沦的提出是物理学的一场变革。
它A.否定了经典力学体系B.打破了绝对时空观C. 彻底解决了19世纪以来物理学面临的危机D. 标志着对物质世界的认识开始进入微观粒子世界3.(2008上海历史,A组)“月亮既不会掉下来,也不会离去,那是因为它的运动正好抵消了地球的引力。
”说这句话的科学家是A.牛顿B.波义耳C.拉瓦锡D.哥白尼4.(2008江苏)一位科学家的墓碑上镌刻着这样的铭文:“他以神一般的力量,……第一个说明了行星的运动和图像。
”这位科学家应该是A.伽利略B.牛顿C.爱因斯坦D.普朗克5.(2009安徽文综卷)被西方教会势力指责为“意在扰乱对神的信仰,企图毁灭上帝”,而中国启蒙思想家严复则认为“其彰人耳目,改易思理,甚于奈端(牛顿)氏之天算格致”的学说是A.日心说 B.进化论 C.量子论 D.相对论6.(2009广东理科基础)英国思想家斯宾塞认为,人类社会沿着由简单到复杂、由低级到高级的过程发展。
他的思想最可能借用了A.相对论原理 B.万有引力定律C.进化论思想 D.主权在民思想7.(2009广东历史卷)普朗克曾这样评论爱因斯坦的科学成就:“这个原理在物理世界观上所引起的革命,只有哥白尼世界体系的引入才能与之相提并论。
”文中的“这个原理”是A日心说 B相对论C量子假说 D万有引力定律8.(2009四川文综)哥白尼说虽被后来的科学发展所扬弃,但人们仍然视其为一场“革命”。
这是因为它A.撼动了中世纪神学基础,显示了挑战权威的态度B.开创了近代实验科学,提出了研究自然的新方法C.概括了宇宙运动规律,指引了人类认识自然的方向D.开辟了天文学新领域,标志着近代自然科学的形成9.(2010山东文综)下列选项中不能体现继承与发展关系的是A. 智者学派思想——人文主义思潮B. 牛顿经典力学——爱因斯坦相对论C. 君权神授说——社会契约论D. 罗斯福新政——二战后西方国家经济调整10.(2010福建文综卷)图9是一张历史研究性学习活动宣传海报的配图。
人教版高中历史必修3 第11课 物理学的重大进展 综合题卷(自组附答案)
第11课 物理学的重大进展1:1921年爱因斯坦获得诺贝尔物理学奖,爱因斯坦获此殊荣主要是因为他( ) 注:2010年浙江省宁波市A. 创立突破绝对时空观的相对论B. 以量子理论成功解释光电效应C. 在统一场论领域获得重大成果D. 领导科学家成功研制了核武器2: “月亮既不会掉下来,也不会离去,那是因为它的运动正好抵消了地球的引力。
”说这句话的科学家是( ) 注:2008年上海高考题A. 牛顿B. 波义耳C. 拉瓦锡D. 哥白尼 3:“苹果为什么垂直落地?为什么不向旁边、不向上而总是向着地面落下呢?我想这一定是地球吸引它的缘故。
”牛顿的这一思考促成了下列哪一成果的产生( )注:2010年福建莆田一中A. 微积分B. 力学三大定律C. 万有引力定律D. 自由落体定律4:伦敦威斯敏斯特教堂墓地的一块墓碑上,写着启蒙运动时期英国诗人亚历山大•蒲伯的名句:“自然界和自然规律隐藏在黑暗中,上帝说,让牛顿出生吧。
于是,一切都成为光明。
”下列关于艾萨克•牛顿的表述不正确的是( ) 注:2010年河北邯郸一中A. 发表了《自然哲学的数学原理》B. 1846年根据牛顿力学理论发现了海王星C. 牛顿力学体系被看作近代科学体系形成的标志D. 他被视为近代实验科学的奠基者5:现代物理学的基础是( ) 注:2010年福建省厦门市 A. 牛顿力学 B. 相对论C. 量子假说D. 量子理论和相对论6:下图是一张历史研究性学习涉笔活动宣传海报的配图。
据此判断,下列标题中最适合于这份海报的是( )注:2011年江苏省扬州中学 A. “超越时空的梦想”B. “探索与发现:海王星”C. “普朗克的假说与验证”D. “比萨斜塔—亚里士多德力学学说的终结”7:在那个“科学成了神学的婢女”的年代,许多学说被歪曲和阉割了,用来为封建统治服务。
自然科学借以宣布其独立并且好像是重演路德焚烧教谕的革命行为,开始于C. 牛顿创立经典力学D. 达尔文推出进化论8:2006年8月,在捷克首都举行的国际天文学联合大会通过行星的新定义,冥王星终于“惨遭降级”,被驱逐出了行星家族,被列为“矮行星”。
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近代物理学进展作业
狭义相对论和广义相对论
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日期:2015-4-24
狭义相对论和广义相对论
摘要:相对论是关于时空和引力的基本理论,主要由阿尔伯特·爱因斯坦创立,依据研究的对象不同分为狭义相对论和广义相对论。
相对论的基本假设是相对性原理,即物理定律与参照系的选择无关。
狭义相对论和广义相对的区别是,前者讨论的是匀速直线运动的参照系(惯性参照系)之间的物理定律,后者则推广到具有加速度的参照系中(非惯性系),并在等效原理的假设下,广泛应用于引力场中。
相对论极大地改变了人类对宇宙和自然的“常识性”观念,提出了“同时的相对性”、“四维时空”、“弯曲时空”等全新的概念。
它发展了牛顿力学,推动物理学发展到一个新的高度。
十九世纪八十年代,经典物理学建立了完整的理论,包括牛顿运动定律和万有引力定律的经典力学,以麦克斯韦方程为基础的电磁场理论,热学方面则有以热力学三定律为基础的宏观理论与以分子运动论和统计物理学所描述的微观理论.物理学在十九世纪所取得的这一系列辉煌成就,经典物理在各条战线上的胜利,使当时许多物理学家认为:物理学理论的大厦已经建成,今后的工作只能是扩大这些理论的应用范围和提高实验的精确度,也就是作一些修饰和填补细节的工。
1900年新春之际,著名物理学家开尔文勋爵在送别旧世纪所作的讲演中讲道:“19世纪已将物理学大厦全部建成,今后物理学家的任务就是修饰、完美这座大厦了。
”同时他也提到物理学的天空也飘浮着两朵小小的,令人不安的乌云,一朵为以太漂移实验的否定结果,
另一朵为黑体辐射的紫外灾难。
实际上“乌云”不止这两朵,还包括气体比热中能量均分定律的失败、光电效应实验、原子线光谱等。
然而,就是这几朵乌云带来了一场震撼整个物理学界的革命风暴,导致了现代物理学的诞生。
十九世纪后期,科学家相信他们对宇宙的完整描述已经接近尾声。
他们想象一种叫“以太”的连续介质充满了宇宙空间,就像空气中的声波一样,光线和电磁信号是“以太”中的波。
然而1887年迈克尔逊和莫雷在德国做的用迈克尔逊干涉仪测量两垂直光的光速差值的实验结果证明光速在不同惯性系和不同方向上都是相同的,由此否认了以太(绝对静止参考系)的存在。
爱尔兰物理学家乔治·费兹哥立德和荷兰物理学家亨卓克·洛仑兹,最早认为相对于“以太”运动的物体在运动方向的尺寸会收缩,而相对于“以太”运动的时钟会变慢。
而对“以太”,费兹哥立德和洛仑兹当时都认为是一种真实存在的物质。
而没突破当时的思维误区。
这时候阿尔波特·爱因斯坦在瑞士首都伯尔尼的瑞士专利局工作,插手“以太”说,并一次性永远地解决了光传播速度的问题。
在1905年的文章中,爱因斯坦指出,由于你无法探测出你是否相对于“以太”的运动,因此,关于“以太”的整个概念是多余的。
相反,爱因斯坦认为科学定律对所有自由运动的观察者都应有相同的形式,无论观察者是如何运动的,他们都应该测量到同样的光速。
爱因斯坦的这个思想,要求人们放弃所有时钟测量到的那个普适的时间概念,结果是,每个人都有他自己的时间值:如果两个人是相对静止的,那么,
他们的时间就是一致的;如果他们间存在相互的运动,他们观察到的时间就是不同的。
爱因斯坦摒弃了19世纪自然科学的两个绝对化观念:“以太”所隐含的绝对静止和所有时钟所测量得到的绝对或普适时间。
经过五个星期的努力工作,1905年6月30日,德国《物理学年鉴》接受了爱因斯坦的论文《论动体的电动力学》,在同年9月的该刊上发表。
这篇论文是关于狭义相对论的第一篇文章,它包含了狭义相对论的基本思想和基本内容。
这篇文章是爱因斯坦多年来思考以太与电动力学问题的结果,他从同时的相对性这一点作为突破口,建立了全新的时间和空间理论,并在新的时空理论基础上给运动体的电动力学以完整的形式,以太不再是必要的,以太漂流是不存在的。
1907年,爱因斯坦撰写了关于狭义相对论的长篇文章《关于相对性原理和由此得出的结论》,在这篇文章中爱因斯坦第一次提到了等效原理,此后,爱因斯坦关于等效原理的思想又不断发展。
他以惯性质量和引力质量成正比的自然规律作为等效原理的根据,提出在无限小的体积中均匀的引力场完全可以代替加速运动的参照系。
爱因斯坦并且提出了封闭箱的说法:在一个封闭箱中的观察者,不管用什么方法也无法确定他究竟是静止于一个引力场中,还是处在没有引力场却在作加速运动的空间中,这是解释等效原理最常用的说法,而惯性质量与引力质量相等是等效原理一个自然的推论。
下面笔者简单介绍一下狭义相对论,由于知识所限(经管学院无大学物理课程),可能不全面:
一.狭义相对论的两个基本假设:
1.物理规律在所有惯性系中都具有相同的形式(爱因斯坦相对性原理)。
2.在所有的惯性系中,光在真空中的传播速度中具有相同的值c(光速不变原理)。
二.狭义相对论的时空观
牛顿时空观认为空间是平直的、各向同性的和各点同性的三维空间,时间是独立于空间的单独一维(因而也是绝对的)。
狭义相对论认为空间和时间并不相互独立,而是一个统一的四维时空整体,并不存在绝对的空间和时间。
在狭义相对论中,整个时空仍然是平直的、各向同性的和各点同性的,这是一种对应于“全局惯性系”的理想状况。
狭义相对论将真空中光速为常数作为基本假设,结合狭义相对性原理和上述时空的性质可以推出洛仑兹变换。
三.狭义相对论力学
1.基本原理(如上一)
2.洛仑兹坐标变换
3.速度变换
4.尺缩效应
5.钟慢效应
6.光的多普勒效应
7.动量
8.相对论力学方程
9.质能方程
10.能量动量关系
四.实验证据
迈克尔逊-莫雷实验
爱因斯坦在1905年发表了一篇探讨光线在狭义相对论中,重力和加速度对其影响的论文,广义相对论的雏型就此开始形成。
1912年,爱因斯坦发表了另外一篇论文,探讨如何将重力场用几何的语言来描述。
至此,广义相对论的运动学出现了。
到了1915年,爱因斯坦引力场方程发表了出来,整个广义相对论的动力学才终于完成。
1915年后,广义相对论的发展多集中在解开场方程式上,解答的物理解释以及寻求可能的实验与观测也占了很大的一部份。
但因为场方程式是一个非线性偏微分方程,很难得出解来,所以在电脑开始应用在科学上之前,也只有少数的解被解出来而已。
其中最著名的有三个解:史瓦西解(the Schwarzschild solution (1916))、雷斯勒——诺斯特朗姆解、克尔解。
广义相对论基本原理:1、广义相对论原理,即自然定律在任何参考系中都可以表示为相同数学形式。
2、等价原理,即在一个小体积范围内的万有引力和某一加速系统中的惯性力相互等效。
按照上述原理,万有引力的产生是由于物质的存在和一定的分布状况使时间空间性质变得不均匀(所谓时空弯曲);并由此建立了引力场理论;而狭义相对论则是广义相对论在引力场很弱时的特殊情况。
在广义相对论的实验验证上,有著名的三大验证:水星近日点的进动、1919年5月19日的日全食进行观测的结果、引力红移。
爱因斯坦的广义相对论理论在天体物理学中有着非常重要的应用:它直接推导出某些大质量恒星会终结为一个黑洞——时空中的某些区域发生极度的扭曲以至于连光都无法逸出。
有证据表明恒星质量黑洞以及超大质量黑洞是某些天体例如活动星系核和微类星体发射高强度辐射的直接成因。
光线在引力场中的偏折会形成引力透镜现象,这使得人们能够观察到处于遥远位置的同一个天体的多个成像。
广义相对论还预言了引力波的存在,引力波已经被间接观测所证实,而直接观测则是当今世界像激光干涉引力波天文台的引力波观测计划的目标。
此外,广义相对论还是现代宇宙学的膨胀宇宙模型的理论基础。
相对论后来成为现代物理两大支柱之一。
参考文献
1.史蒂芬·霍金.相对论简史[M].
2. 阿尔伯特·爱因斯坦著,易洪波李智谋译. 相对论(一部开启现代科学与哲学思维模式的书)[M].江苏:江苏人民出版社,2011.
3.百度百科(相对论,迈克尔逊-莫雷实验,狭义相对论).。