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《第十五章 相對論簡介章末歸納提升教案(人教版選修3-4)》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、W章末歸納提升第十五章相對論簡介-網(wǎng)絡(luò)構(gòu)燮^1887年的麥克耳孫——莫雷實驗誕生與背景{愛因斯坦堅信,自然界不存在特殊的慣性、參考系狹義相對論的兩個基木假設(shè)'不同慣性系中,一切物理定律都是相同的<真空中的光速在不同的慣性參考系中、都是相同的相對論簡介5空間的相對性:/=ZoA/l-(7)2相對論簡介:時間、I空間的相對性I時間的相對性:”相對論速度變換公式狹義相對論的其他結(jié)論{相對論質(zhì)量變換公式、質(zhì)能方程rf廣義相對性原理兩個基本原理{等效原理廣義相對論簡介V〔物質(zhì)的引力使光線彎曲幾個結(jié)論{強引力場附近的時間進(jìn)
2、對性在經(jīng)典的物理學(xué)上,如果兩個事件在一個參考系屮認(rèn)為是同時的,在另一個參考系中一定也是同時的;而根據(jù)愛因斯坦的兩個假設(shè),同時是相對的.2.“長度”的相對性一條沿自身長度方向運動的桿,其長度總比桿靜止吋的長度小.如果與桿相對靜止的人認(rèn)為桿長是b與桿相對運動的人認(rèn)為桿長是/,則兩者之間的關(guān)系2.“時間間隔”的相對性在相對事件發(fā)生地運動的參考系中觀察,時間進(jìn)程變慢,相對事件發(fā)生地靜止的人認(rèn)為兩個事件吋間間隔為△r,相對事件發(fā)生地以速度e運動的觀察者測得的時間間隔為△》,則兩者之間關(guān)系為:AT3.時空的相對性時間、空間都跟運動速度相聯(lián)系,時間、空間是物質(zhì)的存在形式
3、,時空概念是從物質(zhì)運動中抽象出來的,而不是獨立于物質(zhì)運動之外的概念,時空是相對的.卜例某列長為100m的火車若分別以0=30m/s和v2=2JXIO8m/s的速度做勻速直線運動,則對地面的觀察者來說其長度分別縮短了多少?【解析】/o=lOOm當(dāng)火車以0=30m/s的速度運動時,(叭21--=100X丿30)23X108Jm其長度縮短了△/]=/()—1=0.5X10當(dāng)火車以p2=2.7X108m/s的速度運動時,=100XA1-<2.7X10^2I3X108Jm=43?6m其長度縮短rA/2=/()—/2=56.4m.【答案】0.5X10_12m56.4
4、m?勸他illl練1.離地面6000m的高空大氣層中,產(chǎn)生一兀介子以速度p=0.998c飛向地球?假設(shè)兀介子在自身參考系中的平均壽命為2X10f8,根據(jù)相對論,地球上的觀察者判斷兀介子能否到達(dá)地球?【解析】n介子在自身參考系中的平均壽命△/o=2X10~6s為固有時間,由于時間膨脹效應(yīng),地球上觀察者測得n介子的壽命為△t=3.16X10-5s.即在地球上的觀察者看來,兀介子一生可飛行距離為5=pAr=9473m>6000m.故判斷結(jié)果為TI介子能夠到達(dá)地球.1?相對論速度變換公式:況=1+7mo【答案】能到達(dá)地球降也A狹義相對論的其他結(jié)論LtU2.相對論質(zhì)
5、量:m3?質(zhì)能方程:E—m(rAE=Ame2.4.物體運動的動能:77Er=E_Eq=mc~_m()c^當(dāng)ec時,Ek=^m()v2.卜例設(shè)想有一粒子以0.05c的速率相對實驗室參考系運動,此粒子衰變時發(fā)射一個電子,電子的速率為0.80c,電子速度的方向與粒子運動方向相同,試求電子相對實驗室參考系的速度.【解析】取實驗室為S系,運動粒子為£系,則$系相對S系的速度e=0.05c.題中所給的電子速率是電子相對衰變粒子的速率,故0=O.8Oc.根據(jù)分析,由速度變換公式可得電子相對S系的速度為"+e=0.82c.UV1+~【答案】0.82c?)3Lillig2?
6、一電子(7/70=9.1x10-31kg)以0.99c的速率運動.問(1)電子的總能量是多大?(2)電子的經(jīng)典力學(xué)的動能與相對論的動能之比是多大?【解析】(1)由愛因斯坦質(zhì)能方程得E=mc1=6.5X1()t°kg電子總能量為E=mc2=6.5X1O_3oX(3X108)2J=5.85X10"I3J.(2)電子經(jīng)典力學(xué)的動能為Ek=
7、moz?2何21—日=0.14.電子相對論的動能為Ej=^mv2它們之比為:普【答案】(1)5.85X10'13J(2)0.14