15.3狭义相对论的其他结论-15.4广义相对论简介ppt课件
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1、,第十五章 相对论简介,3狭义相对论的其他结论 4广义相对论简介,1.知道相对论速度变换公式、相对论质量和质能方程. 2.了解广义相对论的基本原理. 3.初步了解相对论的几个主要结论以及主要观测证据.,学科素养与目标要求,物理观念:,科学思维:,会应用相对论速度变换公式、相对论质量和质能方程进行简单的计算.,科学态度与责任:,广义相对论的很多预言被证实,也被另外一些事实所支持.广义相对论已经在宇宙结构、演化等方面发挥了重要作用.,NEIRONGSUOYIN,内容索引,自主预习 预习新知 夯实基础,重点探究 启迪思维 探究重点,达标检测 检测评价 达标过关,自主预习,1.相对论速度变换公式:高速
2、行驶的火车相对地面的速度为v,车上的人以速度u沿火车前进的方向相对火车运动,那么人相对地面的速度为u,一、相对论速度变换公式,2.经典的时空观:uuv.,1.相对论质量 (1)经典力学:物体的质量是 的,一定的力作用在物体上产生 的加速度,经过足够长时间后物体可以达到 的速度. (2)狭义相对论:物体的质量随物体速度的 而 .物体以速度v运动时的质量m与静止时的质量m0之间的关系是: 2.质能方程 爱因斯坦质能方程E ,其中m是物体的质量,E是它具有的能量.,二、相对论质量和质能方程,不变,一定,任意,增加,增大,mc2,1.广义相对论的基本原理 (1)广义相对性原理:在 中,物理规律都是相同
3、的. (2)等效原理:一个均匀的引力场与一个做 的参考系等价. 2.广义相对论的几个结论 (1)光线在引力场中弯曲:物质的引力会使光线 ,引力场越强,弯曲越 . (2)引力红移:引力场的存在使得空间不同位置的时间进程出现差别.例如,在强引力的星球附近,时间进程会 ,因此光振动会变慢,相应的光的波长变长、频率变小,光谱线会发生向 一端移动的现象.,三、广义相对论简介,任何参考系,匀加速运动,弯曲,厉害,变慢,红光,判断下列说法的正误. (1)根据相对论速度变换公式,两个物体的速度无论多大,它们的相对速度也不会大于光速c.() (2)在相对论力学中,物体静止时的质量最小.() (3)根据质能方程,
4、质量可以转化为能量,能量可以转化为质量.() (4)一个均匀的引力场与一个做匀速运动的参考系等价,这就是著名的等效原理.(),即学即用,重点探究,一列车正以v50 m/s的速度高速行驶,列车内一乘客以相对列车u5 m/s的速度向前跑,站台上的观察者测得该乘客的速度是多大?若列车的速度是0.9c,乘客的速度是0.5c,那么站台上的观察者测得该乘客的速度是0.9c0.5c1.4c吗?为什么?,一、相对论速度变换公式,答案站台上的观察者测得该乘客的速度是55 m/s.不是.因为根据狭义相对论原理,光速c是极限速度,任何物体的速度不可能超过光速.,导学探究,对相对论速度变换公式的理解,知识深化,若车上
5、人的运动方向与火车的运动方向相同,则u取正值,若车上人的运动方向与火车的运动方向相反,则u取负值. (2)当vc,uc时, 可忽略不计,这时相对论的速度变换公式可近似为uuv. (3)若uc,则uc,表明一切物体的速度都不能超过光速. (4)该变换公式只适用于同一直线上匀速运动速度的变换,对于更复杂的情况不适用.,例1一粒子以0.05c的速率相对实验室参考系运动.此粒子衰变时发射一个电子,电子相对于粒子的速度为0.8c,电子的衰变方向与粒子运动方向相同.求电子相对于实验室参考系的速度.,解析已知v0.05c,u0.8c. 由相对论速度变换公式得,答案0.817c,二、相对论质量和质能方程,导学
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