《高中物理-15.4《广义相对论简介》课件-新人教版选修3-4》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理-15.4《广义相对论简介》课件-新人教版选修3-4（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高中物理新人教版 选修- 4系列课件15.4广义相对论简介教学目标 知识与技能： （1）了解广义相对论基本原理 广义相对性原理和等效 原理 （2）广义相对论主要结论 物质的引力使光线弯曲和强 引力场附近的时间进程会变慢 （3）介绍广义相对论的实验验证 过程与方法： （1）了解爱因斯坦思考和推演广义相对论思维过程 情感态度和价值观： （1）体会在宇宙中人类的渺小和科学的巨大力量 教学重点、难点 ： 1、广义相对性原理和等效原理2、广义相对论的主要结论 ：引力使光线弯曲和强引力场附近的时间进程会变慢相对论简介19世纪后半叶，关于电磁场的研究不断深入 ，人们认识到了光的电磁本质我们已经知道， 电磁波
2、是以巨大且有限的速度传播的，因此在电 磁场的研究中不断遇到一些矛盾，这些矛盾导致 了相对论的出现相对论不仅给出了物体在高速运动时所遵循 的规律，而且改变了我们对于时间和空间的认识 ，它的建立在物理学和哲学的发展史上树立了一 座重要的里程碑如果在一个参考系中牛顿定律能够成立，这个 参考系称作惯性参考系，牛顿运动定律不能成立的参 考系则是非惯性参考系在不同参 考系中观 察物体的 运动情况非惯性系和惯性系非惯性系和惯性系以车厢为参考系，当列车加速运行时，小球会相 对于车厢加速向后运动光滑表面非惯性系和惯性系加速运动的 列车是个非 惯性参考系为了让牛顿定律在 非惯性系中能够成 立，引入惯性力 光滑表面
3、非惯性系和惯性系牛顿第二定律的表达式惯性力的定义式“”号表示惯性力的方向与非惯性 系的加速度方向相反注意不 要混淆非惯性系和惯性系 以加速上升的电梯为参 考系，我们可以认为乘坐电 梯的人除了受到重力的作用 ，还受到一个向下的惯性力 ，重力和惯性力的合力使人 感受到了超重21世纪，人类在空间站 中长期生活，为了克服失重 带来的不利影响，可以将空 间站设计成一个大转轮，绕 轴自转，其上各点都有一个 指向转动轴的向心加速度， 因此，以空间站为参考系， 与它一起旋转的物体都受到 一个背离转动轴的惯性力， 这就是所谓的人造重力非惯性系和惯性系惯性质量和引力质量地面静止加速飞行引力和惯性力都可 以使物体加
4、速下落引力质量惯性质量广义相对论简介牛顿第二定律的表达式惯性力的定义式“”号表示惯性力的方向与非惯性 系的加速度方向相反注意不 要混淆“m”应该叫做惯性质量惯性质量和引力质量事实上，到目前为止的一切实验研究都没有找到 惯性质量和引力质量之间的差别，这向我们提示：加 速运动的参考系和万有引力，二者之间可能存在某种 深刻的联系广义相对论简介狭义相对论广义相对论不同的惯性 参考系中一 切物理规律 都是相同的任何参考系 （包括非惯性 系）中物理规 律都是相同的真空中的光 速在不同惯 性参考系中 都是相等的一个均匀的引 力场与一个做 匀加速运动的 参考系等价更进一步等 效 原 理光 速 恒 定爱因 斯坦
5、 相对 性原 理广义 相对 性原 理 广义相对论的两个基本原理可以得出一些 意想不到的结论广义相对论简介广义相对论简介在一个引力可以忽 略的宇宙空间有一艘宇 宙飞船在做匀加速直线 运动，船上的观察者记 录光的径迹是一条抛物 线半 透 明 屏光 源等效原理物体的引力能使光线弯曲假设飞船静止，而在船尾存在一个巨大的物体，在它 的引力场作用下，飞船内的物理过程受到影响广义相对论简介通常物体的引力场都太弱，20世纪只能观测到太阳 引力场引起的光线弯曲太阳太阳由于太阳引 力场的作用，我 们有可能观测到 太阳后面的恒星 ，最好的观测时 间是发生日全食 的时候1919年5月29日，发生日全食，英国考察队分赴
6、几内亚湾和巴西进行 观测，证实了爱因斯坦的预言，这是对相对论的最早证实广义相对论简介星球的强引力场能使背后传来的光线汇聚，这 种现象叫做引力透镜效应星体星体无 法 观 测黑 洞 宇宙中很可能存在黑洞，它 不辐射电磁波，因此无法直接 观测，但是它的巨大质量和极 小的体积使其附近产生极强的 引力场，引力透镜是探索黑洞 的途径之一时间间隔与引力场有关引力场的存在使得空间不同位置的时间进程 出现差别对于高速转动的圆盘，除 了转动轴的位置外，各点都在 做加速运动，越是靠近边缘， 加速度越大，方向指向盘心地面上看到：越是靠近边缘，速度越大根据狭义相对论 ，靠近边缘部位的时间进程较慢圆盘上的人认为：盘上存在
7、引力场，方向由盘心指向边缘 ，引力势较低，得出：引力势较低的位置，时间进程比较慢各 类 星 体 对 比 宇宙中有一类恒星，体积很小，质量却很大，叫做矮星， 引力势比地球低的多，矮星表面的时间进程比较慢，哪里的发 光的频率比同种的原子在地球上发光频率低，看起来偏红，这 个现象叫做引力红移时间间隔与引力场有关引力场的存在使得空间不同位置的杆的长度 出现了差别地面上看到：越是靠近边缘，速度越大根据狭义相对论 ，靠近边缘部位的杆的长度较短圆盘上的人认为：引力势较低的位置，杆的长度越短杆的长度与引力场有关引力势 由高到 低变化杆的长度与引力场有关由于物质的存在，实际空间并不是均匀的，空间 发生了“弯曲”
8、：点击 观看对于时空观的认识物质本身的存在决 定时空的性质时空性质和物 质的运动有关狭义相对论广义相对论惯性系平权所有参考系平权时 空 观光速恒定等效原理广义相对论与几何学几何学反应的是人对空间关系的认识有史以 来人们只在比较小的空间尺度中接触比较弱的引力 场这种情况下空间的弯曲可以忽略，在此基础上 人类发展了欧几里得几何学，它反映了平直空间的 实际广义相对论告诉我们实际空间是弯曲的，因 此描述实际空间的应该是更具有一般意义的非欧几 何作为非欧几何的特例，欧几里得几何学在它的 适用范围内仍是正确的，还将继续发挥作用http:/www.99dyw.co/ 九九电影网 http:/www.99dy
9、w.tv/ 九九电影网 www.youhuijuan.co 天堂网2014 天堂网2014 天堂网2014 天堂网2014 天堂网2014 天堂网2014 天堂网2014 天堂网2014 天堂网2014 天堂网2014 天堂网2014 天堂网2014 www.avttt2015.info 天堂网2014 www.avttv2017.info 天堂网2014 www.avttv2017.org 天堂网2014 天堂网2014 天堂网2014 www.avttv2018.org 天堂网2014 天堂网2014 天堂网2014 天堂网2014 天堂网2014 天堂网2014 天堂网2014
