《高中物理 第6章 經(jīng)典力學(xué)與現(xiàn)代物理 6.2 狹義相對論的基本原理學(xué)案 滬科版必修2》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第6章 經(jīng)典力學(xué)與現(xiàn)代物理 6.2 狹義相對論的基本原理學(xué)案 滬科版必修2（2頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 6.2 狹義相對論的基本原理 思維激活 普希金的一首關(guān)于“運動”的詩，你閱讀過嗎？“世界上沒有運動，一個滿腮胡須的哲人說.另一個哲人不開口，卻在他面前來回地走.他這個反駁真是再有力不過.人們都贊美這個奧妙的答復(fù).可是，先生們，這個有趣的事件，使我想起了另外一個例子：誰都看見太陽每天在我們頭上走，然而正確的卻是固執(zhí)的伽利略.”從這首詩中你得到什么啟示？ 圖6-2-1 提示 人們對自然界的認(rèn)識總是逐漸深入的，由感性到理性，由現(xiàn)象到本質(zhì)，任何理念都只是人類長期對自然規(guī)律探索的一個發(fā)展階段，然后被新的理論所替代.人類在認(rèn)識自然的過程中，常常被一些看似合理的假象所蒙蔽

2、，隨著人類實踐活動的不斷進行，人們才能逐步地透過現(xiàn)象看到本質(zhì)，形成更加完整的理論體系，相對論的出現(xiàn)正是對經(jīng)典力學(xué)的修正和完善. 自主整理 一、經(jīng)典力學(xué)的時空觀 1.概述：絕對的空間，就其本性而言，是與外界任何事物無關(guān)，而永遠相同和不動的，絕對的時間自身在不停地流逝著.這就是經(jīng)典力學(xué)的時空觀，也稱為絕對時空觀. 2.絕對時空觀的特點：時間和空間是分離的，時間尺度和空間尺度與物質(zhì)的運動無關(guān)，都是絕對的. 二、狹義相對論的基本公設(shè) 1.慣性系與非慣性系 牛頓運動定律的參考系，稱為慣性參考系，簡稱慣性系.如研究地面上物體的運動時，地面就是慣性參考系，相對于地面做勻速直線運動的參考系，也是

3、慣性參考系. 2.伽利略的相對性原理 （1）概述：對于所有的慣性系，力學(xué)規(guī)律是相同的，或者說一切慣性系都是等效的. （2）兩個要點：如果牛頓運動定律在某個參考系中成立，這個參考系叫做慣性系；相對于一個慣性系做勻速直線運動的另一個參考系也是慣性系. （3）力學(xué)規(guī)律在任何慣性系中都是相同的，或者說，任何慣性系都是等效的. 3.兩條基本公設(shè) （1）相對性原理：在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的. （2）光速不變原理：真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的. 這是愛因斯坦在前人的實驗基礎(chǔ)上提出的假設(shè)，這兩個假設(shè)就是狹義相對論的基礎(chǔ). 高手筆記 1.牛頓的絕對時空觀

4、（1）絕對的、真正的數(shù)學(xué)時間，出于其本性而自行均勻地流逝著，與外界任何事物無關(guān).或絕對的時間，就其本性而言與外界任何事物毫無關(guān)系，它永遠保持不變或不動. （2）絕對的運動是物體從某一絕對的處所轉(zhuǎn)移到另一絕對的處所.即對于空間的運動存在一個絕對的參考系；時間存在一個絕對的計時系統(tǒng). 2.馬赫的時空觀 凡不能由實驗證明的概念及陳述，都不應(yīng)該在物理學(xué)理論中占有任何的地位——否認(rèn)了絕對時空觀. 理由：物體的相對位置和相對移動才是可測量的. （1）空間的位置是相對的. （2）速度是相對的. 3.伽利略相對性原理 力學(xué)定律在一切慣性參考系中具有相同的形式，任何力學(xué)實驗都不能區(qū)分靜止和勻速運

5、動的慣性參考系，這就是伽利略相對性原理.該原理最早由伽利略提出，是經(jīng)典力學(xué)的基本原理. 4.狹義相對性原理 物理定律在任何慣性參考系中具有相同的形式，這就是狹義相對性原理.愛因斯坦把伽利略相對性原理從力學(xué)領(lǐng)域推廣到包括電磁學(xué)在內(nèi)的整個物理領(lǐng)域，指出任何力學(xué)和電磁學(xué)實驗都不能區(qū)分靜止和勻速運動的慣性參考系.該原理是狹義相對論的基本原理. 名師解惑 1.力學(xué)的相對性原理和狹義相對性原理有何區(qū)別？ 剖析：力學(xué)的相對性原理指的是力學(xué)現(xiàn)象對一切慣性系來說，都遵從同樣的規(guī)律；或者說，在研究力學(xué)規(guī)律時，一切慣性系都是等價的、平權(quán)的.因此無法借助力學(xué)實驗的手段確定慣性系自身的運動狀態(tài). 而狹義相對

6、論指的是物理定律在所有慣性系中都是相同的，因此各個慣性系都是等價的，不存在特殊的絕對的慣性系.因此狹義相對論原理所指范圍更大，內(nèi)容更豐富. 2.慣性系和非慣性系的比較 剖析：牛頓運動定律能夠成立的參考系叫做慣性系，勻速運動的汽車、輪船等作為參考系就是慣性系.牛頓運動定律不成立的參考系叫做非慣性系.例如我們坐在加速的車廂里，以車廂為參考系觀察路邊的樹木房屋向后方加速運動，根據(jù)牛頓運動定律，房屋樹木應(yīng)該受到不為零的合外力作用，但事實上沒有，也就是牛頓運動定律不成立.這里加速的車廂就是非慣性系. 3.如何理解狹義相對論兩條基本公設(shè)？ 剖析：（1）愛因斯坦相對性原理：對于描述一切物理過程（包括物體位置變動、電磁以及原子過程）的規(guī)律，所有慣性系都是等價的，這里的物理過程包括光在內(nèi).愛因斯坦把伽利略的力學(xué)相對性原理推廣到了電磁物理規(guī)律和一切其他規(guī)律，成為第一個公設(shè). （2）光速不變原理：在所有相對光源靜止或做勻速直線運動的慣性系中觀察，真空中的光速都相同，與光源的運動和觀察者的運動沒有關(guān)系.這一條公設(shè)使我們看到一幅與傳統(tǒng)觀念截然不同的物理圖像.設(shè)想從一點光源發(fā)出一光脈沖，如人從光源在其中保持靜止的參考系中觀察，波前為以光源為中心的球面；如從相對于光源做勻速直線運動的另一參考系觀察，波前將同樣是以光源為中心的球面.這預(yù)示著與伽利略變換不同的時空觀. 2