第四節(jié)廣義相對(duì)論簡(jiǎn)介(新)

1、復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)一、狹義相對(duì)論的兩點(diǎn)假設(shè)：一、狹義相對(duì)論的兩點(diǎn)假設(shè)：1 1、狹義相對(duì)性原理、狹義相對(duì)性原理 在不同的在不同的慣性參考系慣性參考系，一切物理一切物理規(guī)律規(guī)律都是相同的都是相同的2 2、光速不變?cè)?、光速不變?cè)?真空中的光速真空中的光速在不同的慣性參考在不同的慣性參考系中是系中是相同相同的，光速與光源、觀察者的，光速與光源、觀察者間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)沒(méi)有關(guān)系。間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)沒(méi)有關(guān)系。二、由狹義相對(duì)論推出的幾個(gè)結(jié)論二、由狹義相對(duì)論推出的幾個(gè)結(jié)論1.“同時(shí)同時(shí)”的相對(duì)性的相對(duì)性2.動(dòng)尺變短動(dòng)尺變短3.動(dòng)鐘變慢動(dòng)鐘變慢4.速度變換公式速度變換公式21cvuvuu201cvtt201cvll復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)5.相

2、對(duì)論質(zhì)量相對(duì)論質(zhì)量6.質(zhì)能方程質(zhì)能方程2mcE 201cvmm復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)閱讀思考題閱讀思考題1.狹義相對(duì)論遇到哪兩個(gè)無(wú)法解決狹義相對(duì)論遇到哪兩個(gè)無(wú)法解決的問(wèn)題？的問(wèn)題？2.廣義相對(duì)論的兩個(gè)基本原理是什廣義相對(duì)論的兩個(gè)基本原理是什么？與狹義相對(duì)論的兩個(gè)假設(shè)有么？與狹義相對(duì)論的兩個(gè)假設(shè)有什么不同？什么不同？3.根據(jù)廣義相對(duì)論的兩個(gè)基本原理根據(jù)廣義相對(duì)論的兩個(gè)基本原理可以導(dǎo)出那些重要結(jié)論？可以導(dǎo)出那些重要結(jié)論？一、超越狹義相對(duì)論的思考一、超越狹義相對(duì)論的思考 愛(ài)因斯坦思考愛(ài)因斯坦思考狹義相對(duì)論無(wú)法解決的狹義相對(duì)論無(wú)法解決的兩個(gè)問(wèn)題：兩個(gè)問(wèn)題：1.1.引力問(wèn)題引力問(wèn)題 萬(wàn)有引力定律無(wú)法納人狹義相對(duì)論萬(wàn)有

3、引力定律無(wú)法納人狹義相對(duì)論的理論框架；的理論框架；2.2.非慣性系問(wèn)題，非慣性系問(wèn)題， 狹義相對(duì)論只適用于慣性系，為什狹義相對(duì)論只適用于慣性系，為什么慣性系具有這樣的地位？狹義相對(duì)論么慣性系具有這樣的地位？狹義相對(duì)論無(wú)法解釋無(wú)法解釋 二、廣義相對(duì)性原理和等效原理二、廣義相對(duì)性原理和等效原理1.1.廣義相對(duì)性原理：廣義相對(duì)性原理： 在任何參考系中，物理規(guī)律都是相同的。在任何參考系中，物理規(guī)律都是相同的。伽利略相對(duì)性原理伽利略相對(duì)性原理 力學(xué)規(guī)律力學(xué)規(guī)律在在任何慣性系任何慣性系都是都是相同相同的的愛(ài)因斯坦狹義相對(duì)性原理愛(ài)因斯坦狹義相對(duì)性原理(1905年年) 在在不同的慣性參考系不同的慣性參考系中，

4、中，一切物理規(guī)律一切物理規(guī)律都有是都有是相同相同的；的； 愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論原理（愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論原理（1916年）年） 在在任何參考系中任何參考系中(包括非慣系）所有的物理規(guī)律包括非慣系）所有的物理規(guī)律都是都是相同相同的，稱(chēng)為廣義相對(duì)性原理。的，稱(chēng)為廣義相對(duì)性原理。邏輯形式逐漸簡(jiǎn)約邏輯形式逐漸簡(jiǎn)約2.等效原理：等效原理： 一個(gè)一個(gè)均勻均勻的引力場(chǎng)與一個(gè)做的引力場(chǎng)與一個(gè)做勻加速勻加速運(yùn)運(yùn)動(dòng)的參考系等價(jià)。動(dòng)的參考系等價(jià)。二、廣義相對(duì)性原理和等效原理二、廣義相對(duì)性原理和等效原理 如果飛船做勻加速運(yùn)動(dòng)，如果飛船做勻加速運(yùn)動(dòng)，在光向右傳播的同時(shí)，飛的速度在光向右傳播的同時(shí)，飛的速度也在不斷增大，因此

5、船上觀察者也在不斷增大，因此船上觀察者記錄下的光的徑跡是一條拋物線。記錄下的光的徑跡是一條拋物線。三、廣義相對(duì)論的幾個(gè)結(jié)論三、廣義相對(duì)論的幾個(gè)結(jié)論1.1.物質(zhì)的引力使光線發(fā)生彎曲物質(zhì)的引力使光線發(fā)生彎曲 如果飛船做勻速直線運(yùn)動(dòng)，如果飛船做勻速直線運(yùn)動(dòng)，船上觀察者記錄下的光的徑跡是船上觀察者記錄下的光的徑跡是一條直線（虛線）一條直線（虛線） 飛船外觀察者看到這束光是飛船外觀察者看到這束光是直線傳播的（水平向右）直線傳播的（水平向右）在加速運(yùn)動(dòng)的飛在加速運(yùn)動(dòng)的飛船中光線姓彎曲船中光線姓彎曲光源光源透明屏透明屏a各各類(lèi)類(lèi)星星體體對(duì)對(duì)比比宇宙中有一類(lèi)恒星，體積很小，質(zhì)量卻很大，叫宇宙中有一類(lèi)恒星，體積

6、很小，質(zhì)量卻很大，叫做矮星，引力勢(shì)比地球低的多，矮星表面的時(shí)間進(jìn)程做矮星，引力勢(shì)比地球低的多，矮星表面的時(shí)間進(jìn)程比較慢，哪里的發(fā)光的頻率比同種的原子在地球上發(fā)比較慢，哪里的發(fā)光的頻率比同種的原子在地球上發(fā)光頻率低，看起來(lái)偏紅，這個(gè)現(xiàn)象叫做引力紅移。光頻率低，看起來(lái)偏紅，這個(gè)現(xiàn)象叫做引力紅移。3、引力紅移、引力紅移 由于物質(zhì)的存在，實(shí)際空間并不是由于物質(zhì)的存在，實(shí)際空間并不是均勻的，空間發(fā)生了均勻的，空間發(fā)生了“彎曲彎曲”：點(diǎn)點(diǎn)擊擊觀觀看看狹義、廣義相對(duì)論比較狹義、廣義相對(duì)論比較狹義相對(duì)論狹義相對(duì)論廣義相對(duì)論廣義相對(duì)論不同的不同的慣性慣性參考系中一參考系中一切物理規(guī)律切物理規(guī)律都是相同的都是相同

7、的 任何參考系任何參考系（包括非慣性（包括非慣性系）中物理規(guī)系）中物理規(guī)律都是相同的律都是相同的真空中的光真空中的光速在不同慣速在不同慣性參考系中性參考系中都是相等的都是相等的 一個(gè)均勻的一個(gè)均勻的引力場(chǎng)與一個(gè)引力場(chǎng)與一個(gè)做勻加速運(yùn)動(dòng)做勻加速運(yùn)動(dòng)的參考系等價(jià)的參考系等價(jià)更進(jìn)一步更進(jìn)一步等等效效原原理理光光速速恒恒定定愛(ài)因愛(ài)因斯坦斯坦相對(duì)相對(duì)性原性原理理廣廣義義相相對(duì)對(duì)性性原原理理對(duì)于時(shí)空觀的認(rèn)識(shí)對(duì)于時(shí)空觀的認(rèn)識(shí)物質(zhì)本身的存在決物質(zhì)本身的存在決定時(shí)空的性質(zhì)定時(shí)空的性質(zhì)時(shí)空性質(zhì)和物時(shí)空性質(zhì)和物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)有關(guān)質(zhì)的運(yùn)動(dòng)有關(guān)狹義相對(duì)論狹義相對(duì)論廣義相對(duì)論廣義相對(duì)論慣性系平權(quán)慣性系平權(quán)所有參考系平權(quán)所有參考系平權(quán)時(shí)時(shí)空空觀觀光速恒定光速恒定等效原理等效原理今日作業(yè)：今日作業(yè)：1、閱