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1、第六章第六章 万有引力与航天万有引力与航天 第第6 6节节 经典力学的局限性经典力学的局限性2021/8/9 星期一1 17 17 世纪牛顿力学构成了体系世纪牛顿力学构成了体系.可以说，这是物理学第一次伟大的可以说，这是物理学第一次伟大的综合综合.牛顿建立了两个定律，一个是运动定律，一个是万有引力定牛顿建立了两个定律，一个是运动定律，一个是万有引力定律，并发展了变量数学微积分，具有解决实际问题的能力律，并发展了变量数学微积分，具有解决实际问题的能力.他开拓他开拓了天体力学这一科学，海王星和冥王星的发现就充分显示了这一点了天体力学这一科学，海王星和冥王星的发现就充分显示了这一点 .2021/8/
2、9 星期一2 天地四方,古往今来发生的一切现象都能够用力学来描述.？2021/8/9 星期一3伦琴发现X射线汤姆生发现电子贝克勒耳发现天然放射线宏观领域宏观领域微观世界微观世界2021/8/9 星期一4经典力学难以解释的运动经典力学难以解释的运动 1.科学家们发现，电子、质子、中子等微观粒子不仅具有粒子性，同时还具有波动性，它们的运动在很多情况下不能用经典力学来说明。2.例如：水星的公转轨道在不断旋进（参见教材图7.6-1），其实际观察值要比经典力学的预言值多。1915年，爱因斯坦创立的广义相对论对此则能作出很好的解释，同时还预言光线经过大质量星体附近时会发生偏转，且已被观测证实。2021/8
3、/9 星期一5经典力学的适用范围：经典力学的适用范围：只适用于低速运动，不适用只适用于低速运动，不适用于高速运动；于高速运动；只适用于宏观世界，不适用只适用于宏观世界，不适用于微观世界；于微观世界；只适用于弱引力情况，不适只适用于弱引力情况，不适用于强引力情况。用于强引力情况。2021/8/9 星期一61905年，出生于德国的美籍物理学家阿尔伯特爱因斯坦（18791955）发表了狭义相对论。这个理论指出在宇宙中唯一不变的是光线在真空中的速度，其它任何事物速度、长度、质量和经过的时间，都随观察者的参考系（特定观察）而变化。2021/8/9 星期一7质量要随物体运动速度的增大而增大。质量要随物体运
4、动速度的增大而增大。物体的质量与运动速度的关系是物体的质量与运动速度的关系是 1.物体的质量与运动速度有关物体的质量与运动速度有关2021/8/9 星期一8 2.时间的相对性时间的相对性“钟慢效应钟慢效应”时间的相对性符合以下规律：t是运动体中的观察者观察到的时间间隔，t是地面上的观察者观察到的时间间隔。2021/8/9 星期一93.3.空空间的相的相对性性“尺尺缩效效应”空空间的相的相对性符合以下性符合以下规律律：LL是运动体中的观察者测得的长度，是运动体中的观察者测得的长度，L L是地面上的观察者测得的长度。是地面上的观察者测得的长度。2021/8/9 星期一10对于高速运动需要应用爱因斯坦的相对论。当物体的运动速度远小于真空中的光速时，相对论物理学与经典物理学的结论没有区别。对于微观世界，需要应用量子力学。当普朗克常数可以忽略不计时，量子力学和经典力学的结论没有区别。对于强引力情况，需要应用爱因斯坦引力理论。当天体的实际半径远大于它们的引力半径时，爱因斯坦引力理论和牛顿引力理论计算出的力的差异并不很大。2021/8/9 星期一112021/8/9 星期一12