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,高中物理选修3-4鲁科版,第6章 相对论与天体物理 第1讲 牛顿眼中的世界 爱因斯坦眼中的世界,目标定位 1.知道经典力学的相对性原理，知道狭义相对论的实验基础和它的两个基本假设.2.知道狭义相对论的几个主要结论.3.了解绝对时空观与相对论时空观的主要区别，体会相对论的建立对人类认识世界的影响.4.知道相对论速度变换公式,一、牛顿眼中的世界 1经典力学的相对性原理 (1)经典力学的相对性原理： 规律在任何 系中都是相同的 (2)惯性系：处于 或做 直线运动状态的物体,力学,惯性,静止,匀速,2绝对时空观 (1)绝对时空观：时间和空间是 的 (2)绝对时间：“同时”是绝对的，时间也是绝对的，时间永远均匀地流逝着，与物质 关，与运动 关 (3)绝对空间：宇宙中存在一个绝对静止的 参考系，力学规律首先应当能在这个参考系中准确地陈述，这个绝对静止的惯性系与时间 关，永恒不变，它可以脱离物质独立存在,绝对,无,无,惯性,无,二、爱因斯坦眼中的世界 1狭义相对论的两条基本原理 (1)狭义相对性原理： 规律(力学、电磁学、光学等)对于所有 系都具有相同的形式 (2)光速不变原理：在任何 系中，光在真空中的速度恒为 ，与光源的运动和观测者的运动 关,物理,惯性,惯性,c,无,2狭义相对论中的时间与空间 (1)同时是相对的 狭义相对论中的“同时”不再具有绝对的意义，不同惯性参考系的观察者对两个事件是否“同时”发生的回答可能是不同的，这与观察者所在参考系的运动 ，即“同时”是 的,有关,相对,一、对狭义相对论的理解 1各物理量有可能因为所选择参考系的不同而不同，但是它们遵从的物理规律是相同的 2光速不变原理强调真空中的光速不变，与光源、观察者间的相对运动没有关系 3狭义相对论中的“同时”相对性、运动的时钟变慢、长度的收缩等效应只有在高速运动的情况下才会有明显的观测结果，在低速世界(vc)中这些效应可以忽略,【例1】 如图611所示，考虑几个问题： 图611,(1)如图所示，参考系O相对于参考系O静止时，人看到的光速应是多少？ (2)参考系O相对于参考系O以速度v向右运动，人看到的光速应是多少？ (3)参考系O相对于参考系O以速度v向左运动，人看到的光速又是多少？,解析 根据速度合成法则，第一种情况人看到的光速应是c，第二种情况应是cv，第三种情况应是cv，而根据狭义相对论理论，光速是不变的，都应是c. 答案 (1)c (2)c (3)c,二、时间和空间的相对性,【例2】 如图612所示，沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔A、B和C.假想有一列车沿AC方向以接近光速行驶，当铁塔B发出一个闪光，列车上的观测者测得A、C两铁塔被照亮的顺序是 ( ) 图612,A同时被照亮 BA先被照亮 CC先被照亮 D无法判断 解析 因列车沿AC方向接近光速行驶，根据“同时”的相对性，即前边的事件先发生，后边的事件后发生可知C先被照亮 答案 C,【例3】 在一飞船上测得飞船的长度为100 m，高度为10 m当飞船以0.60c的速度从你身边经过时，按你的测量，飞船有多高、多长？,答案 观测到飞船的高度和长度分别为10 m、80 m.,1当物体运动方向与参考系相对地面的运动方向相反时，公式中的u取负值 2若物体运动方向与参考系运动方向不共线，此式不可用 3由公式可知：u一定比uv小，但当u和v都比c小得多时，可认为uuv，这就是低速下的近似，即经典力学中的速度叠加 4当uvc时，uc，证明了光速是速度的极限，也反证了光速不变原理,【例4】 一粒子以0.05c的速率相对实验室参考系运动此粒子衰变时发射一个电子，电子相对于粒子的速度为0.8c，电子的衰变方向与粒子运动方向相同求电子相对于实验室参考系的速度,
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