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1、6 6 6 6经典力学的局限性经典力学的局限性自然和自然的自然和自然的法则在黑暗中法则在黑暗中隐藏；上帝说，隐藏；上帝说，让牛顿去吧！让牛顿去吧！于是一切都被于是一切都被照亮。魔鬼说，照亮。魔鬼说，让爱因斯坦去让爱因斯坦去吧！于是一切吧！于是一切又回到黑暗中。又回到黑暗中。静力学（描述静止物体）静力学（描述静止物体）运动学（描述物体运动）运动学（描述物体运动）动力学（描述物体受力作动力学（描述物体受力作 用下的运动）用下的运动）经典力学经典力学（牛顿力学）（牛顿力学）经典力学模块分类：经典力学模块分类：相对质量：相对质量：经典力学中物体的质量m不随运动状态改变，而狭义相对论指出，质量要随着物体
2、运动速度的增大而增大，即：一、从低速到高速一、从低速到高速 可见，当可见，当vc时，时，mm0；当；当v趋趋近于近于c时，时，m趋近于无穷大。因此，当物趋近于无穷大。因此，当物体的速度远小于真空中的光速时，经典体的速度远小于真空中的光速时，经典力学完全适用；当物体的速度接近光速力学完全适用；当物体的速度接近光速时，经典力学就不适用了。时，经典力学就不适用了。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二、从宏观到微观二、从宏观到微观经典力学难以解释微观粒子的运动：经典力学难以解释微观粒子的运动：科学家们发现，电子、质子、中子等微观科学家们发现，电子、质子、
3、中子等微观粒子不仅具有粒子性，同时还具有波动性，它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。们的运动在很多情况下不能用经典力学来说明。20世纪世纪20 年代量子力学的出现，才很好地揭年代量子力学的出现，才很好地揭示了微观世界的基本规律。示了微观世界的基本规律。普朗克 创立量子力学经典力学不适用微观粒子，经典力学不适用微观粒子，只适用宏观世界只适用宏观世界 经典物理对物理学思想和科学方法作了重点总结，它只适用于宏观低速的物体；相对论和量子论则适用于微观高速粒子的运动。因此，相对论和量子力学的建立,并不是对经典力学的否定。（一）、经典时空观（一）、经典时空观
4、（绝对时空观）（绝对时空观）：（1）同时的绝对性）同时的绝对性（2）时间间隔的绝对性）时间间隔的绝对性（3）空间距离的绝对性）空间距离的绝对性超新星爆发的持续时间：超新星爆发的持续时间：实际：实际：2年！？年！？牛顿：牛顿：25年。年。时间、长度和质量这三者都与参考系的运动时间、长度和质量这三者都与参考系的运动无关。无关。三三 两种不同的时空观：两种不同的时空观：（二）、相对论时空观（二）、相对论时空观:（1）同时是相对的）同时是相对的（3）动尺变短）动尺变短（4）运动的物体质量变大）运动的物体质量变大（1）不同）不同惯性参考系惯性参考系惯性参考系惯性参考系，物理规律相同，物理规律相同1、两条
5、基本假设：、两条基本假设：（2）任何惯性系，光速不变）任何惯性系，光速不变2、狭义相对论结论：、狭义相对论结论：（2）动钟变慢）动钟变慢 时间、长度和质量这三者都与参考系的运动有关。时间、长度和质量这三者都与参考系的运动有关。23:57爱因斯坦爱因斯坦相对质量相对时间相对空间狭义相对狭义相对论论Einstein 对相对论的解释对相对论的解释:当你和一个漂亮当你和一个漂亮姑娘在一起坐一小姑娘在一起坐一小时时,你感觉只坐了一你感觉只坐了一分钟分钟,当你坐在火炉当你坐在火炉旁一分钟旁一分钟,就好象坐就好象坐了一小时了一小时,这就是相这就是相对论。对论。Albert Einstein世纪伟人世纪伟人光
6、速光速同时同时时间与空间时间与空间质量质量经典时空观经典时空观狭义相对论时空观狭义相对论时空观相对的相对的绝对的（不变）绝对的（不变）绝对的绝对的与运动无关，绝对的与运动无关，绝对的与运动无关，不变的与运动无关，不变的相对的相对的与运动有关，相对的与运动有关，相对的随速度增加而增大随速度增加而增大经典典时空空观与相与相对论时空空观：万有引力定律在解释天体的运动中，有万有引力定律在解释天体的运动中，有些具体问题解释得并不完美，直到爱因斯坦创些具体问题解释得并不完美，直到爱因斯坦创立了广义相对论（这是一种新的时空与引力理立了广义相对论（这是一种新的时空与引力理论）才圆满解决了经典力学所不能解释的问
7、题。论）才圆满解决了经典力学所不能解释的问题。四、从弱引力到强引力四、从弱引力到强引力牛顿运动定律只适用于弱引力，牛顿运动定律只适用于弱引力，在强引力的作用下，牛顿的引在强引力的作用下，牛顿的引力理论不再成立。力理论不再成立。总之：之：经典力学只适用于经典力学只适用于低速低速、宏观宏观、弱引力弱引力的情况。的情况。当物体的当物体的速度远小于光速速度远小于光速c时，时，相相对论物理学对论物理学和和经典物理学经典物理学的结论的结论没有没有区别区别。当另一个重要的当另一个重要的常数常数即即“普朗克普朗克常量常量”可以可以忽略不计时忽略不计时，量子力学量子力学和和经典力学经典力学的结论的结论没有区别没有区别。经典力学经典力学狭义相对论狭义相对论狭义相对论狭义相对论广义相对论广义相对论广义相对论广义相对论量子力学量子力学量子力学量子力学互为补充，互不矛盾，互不否定共同支撑起物互为补充，互不矛盾，互不否定共同支撑起物理学科的骨架。理学科的骨架。宏观低速宏观低速高速高速微观世界微观世界强引力强引力