2019-2020学年人教版选修3-4 第十五章 第1节、第2节 相对论的诞生 时间和空间的相对性 学案
2019-2020学年人教版选修3-4 第十五章  第1节、第2节 相对论的诞生 时间和空间的相对性 学案第3页

  提示:可以做力学实验,通过牛顿运动定律判断所选参考系是否是惯性参考系。

  (2)运动的时钟变慢是不是因为时钟的构造因运动而发生了改变?

  提示:运动的时钟变慢是在两个不同的惯性系中进行时间比较的一种效应,并非钟的结构因运动发生了改变。

  

  课堂任务 相对论的诞生

  

  1.经典的相对性原理

  (1)惯性系:如果牛顿运动定律在某个参考系中成立,这个参考系叫做惯性系,相对一个惯性系做匀速直线运动的另一个参考系也是惯性系。

  (2)相对性原理的三种表述

  ①表述一:力学规律在任何惯性系中都是相同的。

  ②表述二:在一个惯性参考系内进行的任何力学实验都不能判断这个惯性系是否相对于另一个惯性系做匀速直线运动。

  ③表述三:任何惯性参考系都是平权的。

  2.相对性原理与电磁规律

  在经典力学中如果某一惯性系相对另一惯性系的速度为v,在此惯性系中有一物体速度为光速c,那么,此物体相对另一惯性系的速度是c+v吗?根据伽利略相对性原理答案是肯定的,但是这种答案被迈克耳孙-莫雷实验否定了。迈克耳孙-莫雷实验证明了光速是不变的。这和传统的速度合成法则是矛盾的。

  3.狭义相对论的两个基本假设

  (1)狭义相对性原理:在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的。

  (2)光速不变原理:真空中的光速在不同的惯性参考系中都相同。

  4.两个相对性原理的区别

对于伽利略相对性原理来说,参考系中的坐标单位与参考系的运动无关;参考系中的时间与参考系的运动无关。其速度合成规律应满足v=v′+u。v′是A惯性系相对另一个B惯性系的速度,u是物体相对A惯性系的速度,那么,物体相对另一个B惯性系的速度为v=v′+u。以此类推,若u是光速c,则在A惯性系的光速相对于B惯性系的速度为v=v′+c,那么,光速是可以变大或变小的(在真空中)。