高中物理公开课获奖课件精选相对论的诞生01.ppt
《高中物理公开课获奖课件精选相对论的诞生01.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中物理公开课获奖课件精选相对论的诞生01.ppt(14页珍藏版)》请在启牛文库网上搜索。
1、相对论的诞生相对论的诞生0101执教教师:XXX 牛顿的经典力学牛顿的经典力学的基础就是以牛顿命名的的基础就是以牛顿命名的三条定律,这一理论三条定律,这一理论形成于十七世纪形成于十七世纪,在以后,在以后的两个多世纪里,牛顿力学对科学和技术的发的两个多世纪里,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,进入大发展。但是,进入二十世纪二十世纪,物理学研究的,物理学研究的领域开始深入到了微观高速领域,这时人们发领域开始深入到了微观高速领域,这时人们发现现牛顿力学在这些领域不再适用牛顿力学在这些领域不再适用。物理学的发。物理学的
2、发展要求对牛顿力学以及某些长期认为是不言自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,物理学需要明的基本观念作出根本性的变革,物理学需要一场革命!一场革命! 二十世纪初诞生的二十世纪初诞生的相对论和量子力学相对论和量子力学就是就是这场从经典物理向近代物理变革的标志这场从经典物理向近代物理变革的标志一、经典的相对性原理一、经典的相对性原理1 1、惯性系:、惯性系: 牛顿运动定律成立的参考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另一个参考系也是惯性系2 2、伽利略相对性原理、伽利略相对性原理
3、 力学规律力学规律在任何在任何惯性系惯性系中都是相同的中都是相同的 还可表述为:在一个惯性参考系内进行的还可表述为: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。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。
4、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,发现体运动有关的电磁现象时,发现在在电磁现电磁现象的规律不符合相对性原理象的规律不符合相对性原理 其中最典型的就是其中最典型的就是光速光速的问题的问题 不同的参考系中观察物体的运动情况可能不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同,物体在空间移动这一概念也是相对的 光速恒定的特性,同运动的相对性原理光速恒定的特性,同运动的相对性原理之间似乎产生了矛盾?之间似乎产生了矛盾? 但是实验现象表明,不论光源和但是实验现象表明,不论光源和观察
5、者做怎样的相对运动,光速都是观察者做怎样的相对运动,光速都是恒定的恒定的v v光速光速 光速光速 这一结论还特别为后来的很多精确的实验这一结论还特别为后来的很多精确的实验所证实,最著名的是所证实,最著名的是18871887年迈克尔逊和莫雷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,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。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可见光和电磁波的运动不服从伽利略相对性原理性原理. .任何参照系中测得的光在真空的速率任何参照系中测得的光在真空的速率都
6、应该是这一数值都应该是这一数值 当时人们为了解决这个困难,提出了三种可当时人们为了解决这个困难,提出了三种可能:能:(1 1)麦克斯韦电磁理论有错,正确的电磁方)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。程组应满足伽利略不变性。(2 2)牛顿力学与麦克斯韦电磁理论都对,但)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麦克斯韦电磁理论只在某一特殊的惯性系成立。成立。(3 3)牛顿力学与伽利略变换不对,应存在某)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换下
7、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要作修改,修改后的力学方程在新的变换下具有不变性。下具有不变性。二、相对性原理与电磁规律二、相对性原理与电磁规律 19191919世纪后半叶和世纪后半叶和世纪后半叶和世纪后半叶和20202020世纪初,世纪初,世纪初,世纪初,物理学家们曾经猜想,有一种叫做物理学家们曾经猜想,有一种叫做物理学家们曾经猜想,有一种叫做物理学家们曾经猜想,有一种叫做以太以太以太以太的介质,弥漫在宇宙中,它是的介质,弥漫在宇宙中,它是的介质,弥漫在宇宙中,它是的介质,弥漫在宇宙中,它是电磁波传播时所需要的介质,拿以电磁波传播时所需要的介质,拿以电磁波
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高中物理 公开 获奖 课件 精选 相对论 诞生 01