2019-2020学年沪科版必修2 6.3 爱因斯坦心目中的宇宙6.4 微观世界与量子论 学案
2019-2020学年沪科版必修2 6.3 爱因斯坦心目中的宇宙6.4 微观世界与量子论 学案第3页

  德布罗意理论指出,每个物质粒子都伴随着一种波,这种波称为物质波,又称为德布罗意波.

  

   相对论时空观的理解

  1.对长度收缩效应的理解

  可以想象这样一幅图景:一列火车以接近光的速度从我们身边飞驰而过,我们感到车厢变短了,车窗变窄了......火车越快,这个现象越明显,但是车厢和车窗的高度都没有变化.车上的人有什么感觉呢?他认为车上的一切和往常一样,因为他和火车是相对静止的.但是,他却认为地面上的景象有些异常:沿线的电线杆间的距离变短了,面对铁路线的正方形布告牌由于宽度变小而高度未变竟成了窄而高的矩形......

  2.对时间延缓效应的理解

  时间延缓效应也叫钟慢效应.一个相对于我们做高速运动的惯性系中发生的物理过程,在我们看来,它所经历的时间比在这个惯性系中直接观察到的时间长.对于化学反应、生命过程等这一结论也是正确的.根据同样道理,设一对孪生子,一人停在地面上,另一人乘飞船飞行,当回到地面时,两人站在一起,后者比前者年轻,这称作孪生子效应.

  3.对质速关系的理解

  在相对物体静止的参考系中测量,物体具有最小的质量m0(称为静止质量),在相对物体以速度v运动的惯性系中测量,物体的运动质量为m=

  由于vm0,速度v越大,运动质量也越大.

  4.对质能关系的理解

  质量和能量是物体不可分离的属性,其关系式为E=mc2.一个静止质量为m0的物体,在相对它静止的参考系中测量其质量为m0,能量为E=m0c2,该能量称为物体的静能量.

  当物体的质量减少时,它会释放出一定的能量;反之,当物体吸收能量后,它会增加一定的质量.不过,要使物体的质量发生变化并非易事,人类现在已经找到了引发物体质量发生变化的方法--核裂变和核聚变.原子能发电站、原子弹和氢弹便是核反应能量释放的实际应用.根据质能关系式,当物体有Δm的质量发生变化时,一定伴随着有ΔE的能量变化,其关系式为ΔE=Δmc2.和平利用原子能这一新能源,正是当前全世界人民所期盼的.

   在一个飞船上测得船的长度为100 m,高度为10 m,当飞船以0.60c的速度从你身边经过时,按你的测量,飞船的高度和长度各为多少?

  [解题探究] (1)公式l′=l 中各符号的意义是什么?

(2)长度收缩发生在哪个方向?