高中物理3-4中的相对论 要如何分析啊/?
是的,书中只是简单的分析。要推导的话,先根据光速不变原理和相对性原理得到洛仑兹变换式,从洛仑兹变换式可以很方便地推导出时间间隔公式、长度收缩公式、同时的相对性等。
基本不考。建议弄清相对论的概念。
相对论是关于时空和引力的基本理论,主要由阿尔伯特·爱因斯坦创立,依据研究的对象不同分为狭义相对论和广义相对论。相对论的基本假设是相对性原理,即物理定律与参照系的选择无关。
狭义相对论和广义相对的区别是,前者讨论的是匀速直线运动的参照系(惯性参照系)之间的物理定律,后者则推广到具有加速度的参照系中(非惯性系),并在等效原理的假设下,广泛应用于引力场中。相对论极大地改变了人类对宇宙和自然的“常识性”观念,提出了“同时的相对性”、“四维时空”、“弯曲时空”等全新的概念。它发展了牛顿力学,推动物理学发展到一个新的高度。
狭义相对性原理是相对论的两个基本假定,在目前实验的观测下,物体的运动与相对论是吻合很好的,所以目前普遍认为相对论是正确的理论。
在中学物理中讲了相对论,其中介绍了洛伦兹变换、狭义相对论和广义相对论的简单推导的解释。
在我的印象中好像没有太难的问题。
如果感觉不好理解,可能是没有彻底的站在相对性的角度去考虑问题。
我们平时说高速运动的系统上的时间变慢,沿运动方向上的距离缩短,其实是简单的形象表述。
如果认真的学过课本中的相关内容就会发现,其实站在相对性的角度上说,上面的说法只是以参照系收看到的现象。并不是运动系统上看到的现象。这种说法使很多并没有真正理解相对论的人产生了误解,或者说上面的说法误导了没有学过相对论的人的思路。
上图中A是相对O以速度v运动的惯性系。B是A上的一点。
在A与O重合的时刻,一光子从A垂直向上射出,经过t' 的时间到达B,光子的路程是ct'。在O为参照系看,光子的路径是ct,并且在t 时间内A移动了vt的距离。
三个距离的关系是: (ct')²+(vt)²=(ct)²
解出t' 就是:t'=t×√(1-v²/c²)
这个公式不加解释就会让人感觉运动的惯性系上的时间变慢了,但是好好看看上面的图会发现什么?
速度v对ct' 没有任何影响,受v影响的只是ct 。
也就是说,实际上是静止的参照系上观测到t 的数值变快了,洛伦兹变换的意义在于修正这个测量值,而不是修正运动系统上的t'。
如果还不好理解,我们再用下面的例子来说明一下:
假如你在路边的椅子上看书,你相对你坐的椅子是静止的。
相对旁边走过的行人,你的速度可能是1.3米/秒
相对路上驶过的汽车,你的速度可能是13米/秒
相对正在起飞的飞机,你的速度可能是130米/秒
相对正在飞行的炮弹,你的速度可能是1300米/秒
相对宇宙空国际间站,你的速度可能是13000米/秒
相对一颗掠过的流星,你的速度可能是130000米/秒
……
因为可以指定无数个参照系,所以你可以有无数种速度。每个参照系上观察你的情况都不同,而你自己始终不变,你在看书和旁边有没有人起跑有什么关系?和有没有飞机有什么关系?在那些参照系上看到你的时间不同,你会跟谁的观测结果变?其实你根本不在乎任何一个参照系上说你的时间变快了还是变慢了。变快变慢是它们的看法,和你无关。
上面是狭义相对论的主要内容,中学学的相对论内容主要计算题也只限于狭义相对论部份。
广义相对论中涉及了更普遍的相对性问题,主要是非惯性系的问题。
中学介绍的广义相对论内容只讲了一些简单的概念和结论,并没有复杂的计算题。
我们知道速度是相对的,那么加速度也一定是相对的。比如两个同时在做自由落体运动的系统,互相以自己为参照系的时候,观测对方就是惯性系。在这里,重力没有了,加速度消失了,引力场强度变成了0。显然我们看到的加速度也是相对的。那么加速度是相对的,F=ma 显然力也是相对的,速度是相对的,动能就是相对的。一切实在的结论必须依附于指定的参照系才有意义。
但是,假如我们的宇宙中只有两个质量不同的天体,没有任何其他的参照系的情况下,两个天体因引力互相加速靠近,引力是相同的(力和作用力大小相等),加速度是相同的,质量为什么不同?显然,质量也是相对的。
F=ma换个写法就是 a=F/m ,加速度=引力场强度(单位质量所受的引力)。
F=ma两边乘上距离就是功,也就是能量总和。E=FS=maS=mv²,前面说了,单独一个物体不存在速度,或者说速度是任意值,所以这里的v代表的是一个量纲,而这个量纲必须是相对任何物体都恒定不变的值,因此,这里的v就是相对任何系统都不变的光速c。
因此质能公式就是E=mc²。
高中物理的相对论看起来很难,其实只要知道时间随速度变慢,长度随速度同向缩短,基本就可以了。
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高中物理公式大全
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中考物理主要有哪些内容?
这是物理学中最重要,使用最普遍的一种科学研究方法,初中阶段的教学内容用这种方法的有:(1)影响蒸发快慢的因素;(2)影响力的作用效果的因素;(3)影响滑动摩擦力打小的因素;(4)影响压力作用效果的因素;(5)研究液体压强的特点;(6)影响滑轮组机械效率的因素;(7)影响动能 势能大小的因素;(8)物体吸收放热的多少与...
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物理中F、 A、 C、 G、 B、 D、 E、 F都是什么意思?
2、F,法拉(Farad),电容单位(国际单位制导出单位)。3、F,表示力(Force)或摩擦力(Friction)的符号。Fn表示向上的力。4、凸透镜成像中f表示焦距,F表示焦点(Focus)。5、F波段(F band),3-4GHz的无线电波段。二、A:1、在电学中表示电流强度的单位:安培(ampere)。2、物理学中表示...
高中物理有多少本书
7本(2本必修和5本选修)。必修1 必修2 选修3-1(电学) 选修3-2 (电磁感应 变压器 传感器)选修3-3(热学) 选修3-4(振动与波) 选修3-5(动量与原子物理)。高中物理的特点:1、知识深度,理解加深 高中物理,要加深对重要物理知识的理解,有些将由定性讨论进入定量计算,如力和运动的关系...
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(3)就每一度表示的冷热差别来说,两种温度是相同的,即ΔT=Δt.只是零值的起点不同,所以二者关系式为T=t+273.15. (4)绝对零度(0K),是低温极限,只能接近不能达到,所以热力学温度无负值. 高中物理知识点总结四 1、受力分析,往往漏“力”百出 对物体受力分析,是物理学中最重要、最基本的知识,分析方法有...
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1、内容:在真空中两个静止的点电荷间相互作用的库仑力跟它们电荷量的乘积成正比,跟它们距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。 2、大小: 方向:在两个电电荷的连线上,同性相斥,异性相吸。 3、公式中k为静电力常量, 4、成立条件 ①真空中(空气中也近似成立),②点电荷 第三节电场及其描述 一、电场 ...
尤彦阿乐: 属于相对论原理,最基础的一块.有涉及到时间的相对性等.还有就是原子物理里面有涉及到质能方程,也是十分简单易懂的.想要学到正统相对论理念的话还是等大学吧~ 望采纳.
漳平市15215296699: 相对论与量子力学是必修几的?? - ?
尤彦阿乐: 就算是相对论,也不在必修,是选修3-4的内容,而且讲得少得很.量子力学如果说真要有,也只是皮毛,是选修3-5的内容.
漳平市15215296699: 有关高二物理选修3 - 4中相对论的考点 - ?
尤彦阿乐: 狭义相对论的两个基本假设:1.光速不变原理2.狭义相对性原理 狭义相对论的3个结论:1.运动的长度变短2.运动的时间变慢3.运动的质量增加
漳平市15215296699: 高中物理 相对论 选修3 - 4 课后习题 - ?
尤彦阿乐: 相对论的结论是:在一个参考系里不同地点同时发生的两个事件,在另外一个参考系里观察就不是同时的,运动后方的事件先发生,在火车上的人看来,地面在往后退,火车的前壁是地面上的后方,先发生 ,三楼的回答只考虑了其中一种情况,就是光源同时向不同方向发射,如果不是同时发射的,问题的解决就变得比较复杂了,但是结论是不变的
漳平市15215296699: 经典时空观与相对论时空观的区别是什么?(高一物理) - ?
尤彦阿乐: 经典是对于低速运动,而相对是对于高速运动.经典认为时间空间绝对,而相对论认为时空会随物体运动而发生变化,具有相对性,而产生这些变化是由于观测者在不同的惯性系中观测到的效果不一样.例如在运动的参考系中看,直尺长度变短...
漳平市15215296699: 今年高考新课标全国卷物理选修3 - 4会不会考相对论? - ?
尤彦阿乐: 基本不考.建议弄清相对论的概念.相对论是关于时空和引力的基本理论,主要由阿尔伯特·爱因斯坦创立,依据研究的对象不同分为狭义相对论和广义相对论.相对论的基本假设是相对性原理,即物理定律与参照系的选择无关. 狭义相对...
漳平市15215296699: 量子力学和相对论的区别和研究对象 - ?
尤彦阿乐: .爱因斯坦的相对论分为两个阶段,第一个阶段叫狭义相对论,他研究的是物体在惯性系中(也就是我们初中,高中物理中的理想状态)的高速运动状态,第二个阶段叫广义相对论,主要是研究物体在非惯性系(也就是万有引力场)中的运动状态...
漳平市15215296699: 相对论的基本原理与主要结构 - ?
尤彦阿乐: 狭义相对论的基本原理是狭义相对性原理和光速不变原理,前者也是说物理规律在任何惯性系内都是相同的,后者是说光速在任何惯性系内都是相同的.前者是伽利略相对性原理的推广(从力学规律到一切物理规律),后者是实验所得结果.狭相主要结构就是洛伦兹变换式,以之为基础可以推导出所有狭相的定量结论.广义相对论的基本原理是广义相对性原理和等效原理,前者是说一切物理规律都要写成张量方程的形式,后者是说惯性质量等于引力质量或者说惯性系等价于做存在引力场的有恒定加速度(数值上等于该引力场的引力加速度)的非惯性系.其主要结构是引力几何化.核心是引力场方程,描述物质和时空如何相互影响,从物质分布得出时空结构.
漳平市15215296699: 高中物理相对论 - ?
尤彦阿乐: 按照相对论能量与质量是对应的不可分割的,也就是有能量必有质量,有质量必有能量,关系为E=mc^2,所以物体被加速后将同时获得能量和质量,摩托车的能量来自自身,所以质量也来自自身,总质量不变(电池变轻,车身变重),电车能量来自外界,质量也来自外界,总质量增加.
漳平市15215296699: 爱因斯坦的相对论应该如何理解与应用? - ?
尤彦阿乐: 分为狭义相对论和广义相对论,其中狭义相对论有几个基本假设.1.一切物理规律在任何惯性系中都是相同的;2.光速不变原理:真空中的光速在任何惯性系中都相同,且与光传播的方向和光源的运动状态无关.有了这2条假设其他的就是建立模型,进行数学推导.分为相对论运动学与动力学,运动学包括速度变换,特殊Lorentz变换与Thomas进动,加速度变换,Doppler频移和延迟效应.动力学包括四维速度与四维加速度,点粒子的自由运动,点粒子的Doppler效应与轨道偏差,点粒子在外力作用下的运动,和多粒子系统运动学.