《2021-2022学年高二物理竞赛课件：相对论的实验基础.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021-2022学年高二物理竞赛课件：相对论的实验基础.pptx（13页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、相对论的实验基础相对论的实验基础狭义相对论狭义相对论 研究相对作匀速直线研究相对作匀速直线运动的运动的惯性系惯性系中的时空统中的时空统一理论问题一理论问题,即任意惯性即任意惯性系中物理规律的相对性系中物理规律的相对性.爱因斯坦爱因斯坦爱因斯坦爱因斯坦 -20-20世纪最伟大的物理学家，世纪最伟大的物理学家，18791879年年3 3月月1414日出生于德国乌尔姆，日出生于德国乌尔姆，19001900年毕业于瑞士苏黎世联邦年毕业于瑞士苏黎世联邦工业大学。工业大学。19051905年，爱因斯坦在科学史上创造了史无前例年，爱因斯坦在科学史上创造了史无前例的奇迹。这一年的的奇迹。这一年的3 3月到月到
2、9 9月半年中，利用业余时间发表了月半年中，利用业余时间发表了 6 6 篇论文，在物理学篇论文，在物理学 3 3 个领域作出了具有划时代意义的个领域作出了具有划时代意义的贡献贡献 创建了光量子理论、狭义相对论和分子运动论。创建了光量子理论、狭义相对论和分子运动论。爱因斯坦在爱因斯坦在19151915年到年到19171917年的年的3 3年中，还在年中，还在 3 3 个不同个不同领域做出了历史性的杰出贡献领域做出了历史性的杰出贡献 建成了广义相对论、辐建成了广义相对论、辐射量子理论和现代科学的宇宙论。射量子理论和现代科学的宇宙论。爱因斯坦获得爱因斯坦获得 1921 年的诺贝尔物理学奖年的诺贝尔物
3、理学奖(x,y,z,t)(x,y,z,t)yOzx xOy相对论的实验基础相对论的实验基础一一.伽利略的相对性原理伽利略的相对性原理1.伽利略变换伽利略变换:yOzx xOy在所有互相作匀速直线运动的参考系内在所有互相作匀速直线运动的参考系内,一切力学定律一切力学定律都具有相同的形式都具有相同的形式.2.Galileo2.Galileo力学相对性原理力学相对性原理力学相对性原理力学相对性原理:对惯性系对惯性系:3.3.经典时空观经典时空观经典时空观经典时空观:(1)(1)空间是绝对的空间是绝对的空间是绝对的空间是绝对的:空间间隔与运动无关（任何物体长度在空间间隔与运动无关（任何物体长度在空间间
4、隔与运动无关（任何物体长度在空间间隔与运动无关（任何物体长度在所有惯性系中都相同）；所有惯性系中都相同）；所有惯性系中都相同）；所有惯性系中都相同）；yOzx xOy长度和时间的测量：长度和时间的测量：在每个惯性系放一个在每个惯性系放一个时钟和一把尺子，钟和尺与参照系无关，时钟和一把尺子，钟和尺与参照系无关，与内部结构无关，与运动无关。与内部结构无关，与运动无关。运动长度的测量：运动长度的测量：在同一时间去测量在同一时间去测量长度不变长度不变一般情况下一般情况下:(2)(2)时间是绝对的时间是绝对的时间是绝对的时间是绝对的:时间间隔与运动无关（任何过程所经历时间间隔在所时间间隔与运动无关（任何
5、过程所经历时间间隔在所时间间隔与运动无关（任何过程所经历时间间隔在所时间间隔与运动无关（任何过程所经历时间间隔在所有惯性系中均相同）；有惯性系中均相同）；有惯性系中均相同）；有惯性系中均相同）；(3)(3)时间与空间是独立的时间与空间是独立的时间与空间是独立的时间与空间是独立的时间与空间相互独立，无必然联系，不受物质运动过程时间与空间相互独立，无必然联系，不受物质运动过程时间与空间相互独立，无必然联系，不受物质运动过程时间与空间相互独立，无必然联系，不受物质运动过程的影响，时间均匀无条件的流逝，过去为绝对过去，将的影响，时间均匀无条件的流逝，过去为绝对过去，将的影响，时间均匀无条件的流逝，过去
6、为绝对过去，将的影响，时间均匀无条件的流逝，过去为绝对过去，将来为绝对将来。来为绝对将来。来为绝对将来。来为绝对将来。(2)、Maxwell方程在方程在Galillio变换下不是协变的变换下不是协变的假定假定系中的形式为系中的形式为:系中的形式为系中的形式为:（1）充满宇宙）充满宇宙，透明而密度很小（电磁弥散空间，无孔不入）；，透明而密度很小（电磁弥散空间，无孔不入）；（2）具有高弹性）具有高弹性。能在平衡位置作振动，特别是电磁波一般为横波，以太应。能在平衡位置作振动，特别是电磁波一般为横波，以太应是一种固体是一种固体（3）以太只在牛顿绝对时空中静止不动，即在特殊参照系中静止）以太只在牛顿绝对
7、时空中静止不动，即在特殊参照系中静止。在以太中静止的物体为绝对静止，相对以太运动的物体为绝对运动。在以太中静止的物体为绝对静止，相对以太运动的物体为绝对运动。(3)、“以太以太”概念及绝对参照系概念及绝对参照系例例.计算高频下良导体得表面电阻计算高频下良导体得表面电阻.解解:设电磁波垂直入射设电磁波垂直入射,入射方向为入射方向为z轴轴.表面电阻是指与导体单位面积对应表面电阻是指与导体单位面积对应的平行的平行z轴的棱柱消耗的平均功率等轴的棱柱消耗的平均功率等效的直流电阻效的直流电阻.z结论结论:高频下导体的电阻相当于厚度为高频下导体的电阻相当于厚度为 的薄层的直流电阻的薄层的直流电阻.两朵小乌云
8、两朵小乌云两朵小乌云两朵小乌云:l 迈克耳逊迈克耳逊莫雷莫雷“以太漂移以太漂移”实验实验l 黑体辐射实验黑体辐射实验强调强调:l 近代物理不是对经典理论的简单否定。近代物理不是对经典理论的简单否定。近代物理不是对经典理论的简单否定。近代物理不是对经典理论的简单否定。l 近代物理不是对经典理论的补充，是全新的理论。近代物理不是对经典理论的补充，是全新的理论。近代物理不是对经典理论的补充，是全新的理论。近代物理不是对经典理论的补充，是全新的理论。狭狭 义义 相相 对对 论论量量 子子 力力 学学近代物理学的两大近代物理学的两大支柱，逐步建立了支柱，逐步建立了新的物理理论。新的物理理论。19世纪后期，经典物理学世纪后期，经典物理学的三大理论体系使经典物的三大理论体系使经典物理学已趋于成熟。理学已趋于成熟。