人教版高中物理选修相对论简介狭义相对论的其他结论课件

1988年，中 国第一座高能粒 子加速器——北 京正负电子对撞 机首次对撞成功
人教版高中物理选修3-4 第十五章相对论简介第3节狭义相对论的 其他结 论课件 (共19 张PPT)
三、质能方程
物体的能量和质量之间 存在密切的联系，他们的关 ห้องสมุดไป่ตู้是：
E mc2
这就是著名的爱因斯坦质能方程
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狭义、广义相对论比较
三、广义相对论的几个结论
1、光线经过强引力场发生弯曲
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）
如果飞船做匀加速运动，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。
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．
m
m0 1 v 2
c
二、相对论质量
物体的运动速度不能无限增加，那么物 体的质量是否随着速度而变化？
严格的论证表明，物体高速（与光速相
比）运动时的质量与它静止时的质量之间有
下面的关系：
m
m0 1 v 2
c
m为运动质量 ﹥ m0为静止质量
微观粒子的速度很高，它的质量明显 的大于静止质量．在研究制造回旋加速器 时必须考虑相对论效应的影响．
二、广义相对性原理和等效原理
1、广义相对性原理： 在任何参考系中，物理规律都是相同的。
伽利略相对性原理
力学规律在任何惯性系都是相同的
逻
辑
形
爱因斯坦狭义相对性原理(1905年)
式
逐
在不同的惯性参考系中，一切物理规律都有是相同的； 渐
简
约
爱因斯坦广义相对论原理（1916年） 在任何参考系中(包括非惯系）所有的物理规律都是相 同的，称为广义相对性原理。
2、引力红移
各 类 星 体 对 比
宇宙中有一类恒星，体积很小，质量却很大，叫 做矮星，引力势比地球低的多，矮星表面的时间进程 比较慢，哪里的发光的频率比同种的原子在地球上发 光频率低，看起来偏红，这个现象叫做引力红移．
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2、如果车上人运动方向与火车运动方向相同，u’ 取正值 3、如果车上人运动方向与火车运动方向相反，u’ 取负值
二、相对论质量
• 1、经典力学：物体的质量是不变的，一定的力作 用在物体上，产生的加速度也是不变的，足够长 的时间以后物体就可以达到任意速度。
• 2、相对论情况下：物体的质量随其速度的增大而 增大。物体以速度v运动时的质量m与静止时的质 量m。的关系式为
5、相对论质量 6、质能方程
m
m0
1
v
2
c
E mc2
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一、超越狭义相对论的思考
爱因斯坦思考狭义相对论无法解决的两 个问题：
太阳
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．
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二、由狭义相对论推出的几个结论
1、“同时”的相对性
2、动尺变短
l l0
1
v
2
c
3、动钟变慢
t
t0 1 v 2
c
4、速度变换公式
u
u v
1
uv c2
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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。
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1、引力问题
万有引力定律无法纳人狭义相对论的理 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？狭义相对论无法解 释
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15.4《广义相对论简介》
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15.3《狭义相对论的 其他结论》
一、相对论的速度变换公式
• 设车对地的速度为v,人对车的速度为u’，
车上人相对于地面的速度为u
• 1、经典的时空观：u=u’+v
• 2、相对论的速度变换公式为：
u
u v
1
uv c2
一、相对论的速度变换公式
v
u
注意：
1、车运动方向v和车上人运动方向u’在同一直线上
复习
一、狭义相对论的两点假设：
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
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。
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