高中物理 必修二 相對論時空觀與牛頓力學的局限性 課件

1、經典力學的局限性深圳第二外國語學校 鄭欣Contents經典力學 兩朵烏云 狹義相對論 量子力學 強引力經典力學 兩朵烏云 強引力 量子力學 牛頓運動定律萬有引力定律牛頓建立完整的經典力學體系狹義相對論 經典力學 兩朵烏云 量子力學 威廉湯姆生 強引力 物理學大廈已建成，以后的工作僅僅只是內部的裝修和粉刷。但大廈的上空還漂浮著兩朵烏云！狹義相對論 經典力學 兩朵烏云 狹義相對論 量子力學 第一朵烏云 邁克耳遜莫雷實驗邁克爾遜 被授予了1907年度諾貝爾物理學獎 強引力 經典力學 兩朵烏云 狹義相對論 量子力學 強引力 例如: 船在水中流，水速2m/s，船相對于水順流而下的速度1m/s，則船相對

2、于岸的速度為3m/s。邁克耳遜莫雷實驗結果: 不論地球運動的方向同光射向一致或者相反，測出的光速都相同。牛頓力學的絕對時空觀: 伽利略和牛頓的絕對時空觀認為,同一物體運動的時間和長度(位移)在不同的參考系中,測量結果是相同的.經典力學 兩朵烏云 量子力學 從低速到高速 強引力 1905年，愛因斯坦（18791955）發(fā)表了狹義相對論: 在宇宙中唯一不變的是光在真空中的速度，其它任何事物速度、長度、質量和經過的時間，都隨觀察者的參考系（特定觀察）而變化。狹義相對論 經典力學 兩朵烏云 量子力學 強引力 高速世界（接近光速） 物體的質量隨速度的增大而增大隨著物體線性運動速度的加快，時間會變慢物體的

3、長度會隨著速度的增大而縮短狹義相對論 經典力學 兩朵烏云 量子力學 第二朵烏云黑體輻射的紫外災難19世紀末，盧梅爾（Lummer 18601925）等人的著名實驗黑體輻射實驗，發(fā)現(xiàn)黑體輻射的能量不是連續(xù)的，它按波長的分布僅與黑體的溫度有關。怎樣解釋黑體輻射實驗的結果呢？當時，人們都從經典物理學出發(fā)尋找實驗的規(guī)律。前提和出發(fā)點不正確，最后都導致了失敗的結果。 強引力 狹義相對論 維恩 獲得1911年度的諾貝爾物理獎。瑞利 獲1904年度諾貝爾物理學獎。經典力學 兩朵烏云 量子力學 從宏觀到微觀普朗克 獲得1918年諾貝爾物理學獎1900年普朗克提出一種能對熱輻射進行準確描述的新理論，但只有引進一

4、個全新的概念“量子”。 強引力 狹義相對論 量子力學正確地描述微觀粒子運動的規(guī)律性，并在現(xiàn)代科學技術中發(fā)揮了重要作用。 愛因斯坦的廣義相對論 經典物理學 兩朵烏云 量子力學 強引力 狹義相對論 太陽水星水星的公轉軌道這不斷旋進經典物理學 兩朵烏云 量子力學 強引力 狹義相對論 牛頓萬有引力定律與愛因斯坦引力理論的主要差異： 牛頓的萬有引力定律認為：物體的半徑減小時，其表面上的萬有引力與半徑的二次方成反比地增大，對于半徑接近于零質點的物體，其表面上的萬有引力接近于無窮大。 愛因斯坦理論認為：物體的半徑減小時，其表面上的萬有引力比二次方成反比規(guī)律增大得快，引力趨于無窮大發(fā)生在接近一個“引力半徑”的時候。經典力學 兩朵烏云 強引力 量子力學 相對論和量子力學的出現(xiàn)，是否表示經典力學失去了意義? 相對論和量子力學的出現(xiàn)，說明人類對自然界的認識更加廣泛和深入，而不表示經典力學失去了意義它只是使人們認識到經典力學有它的適用范圍：