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第1、2节相对论的诞生时间和空间的相对性1.爱因斯坦狭义相对论的两个基本假设：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的；真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的。
2．时间和空间的相对性：“动尺变短”、“动钟变慢”。
一、相对论的诞生1．经典的相对性原理(1)惯性系：牛顿运动定律能够成立的参考系。
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)伽利略相对性原理：力学规律在任何惯性系中都是相同的。
2．狭义相对论的两个基本假设(1)实验基础：不论光源与观测者做怎样的相对运动，光速都是一样的。
(2)两个基本假设：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光速不变原理真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的1．“同时”的相对性(1)经典的时空观：在同一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件，在另一个惯性系中观察也是同时的。
(2)相对论的时空观：“同时”具有相对性，即在同一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件，在另一个惯性系中观察不一定是同时的。
2．长度的相对性(1)经典的时空观：一条杆的长度不会因为观察者是否与杆做相对运动而不同。
(2)相对论的时空观：长度也具有相对性，一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小。
设相对于杆静止的观察者认为杆的长度为l 0，与杆有相对运动的人认为杆的长度为l ，杆相对于观察者的速度为v ，则l 、l 0、v 的关系是l ＝l 01－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2。
1．自主思考——判一判(1)静止或匀速直线运动的参考系是惯性系。
(√)(2)由于在任何惯性系中力学规律都是相同的，因此，研究力学问题时可以选择任何惯性系。
(√)(3)在不同的惯性系中，光速是不相同的。
(×)(4)在一个惯性系内进行任何力学实验都不能判断它是否在相对另一个惯性系做匀速直线运动。
(√)(5)在狭义相对论时空观中空间和时间与物质的运动状态无关。
(×)2．合作探究——议一议(1)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，不是因为时钟的结构或精度因运动而发生了改变。
相对论是一种物理学理论，描述了时间和空间之间的关系以及物体在其中的运动方式。
下面是对相对论的通俗解释：
相对性原理：相对论的基础是相对性原理，即表明所有惯性参考系都是等效的，无法通过实验来区分相对于运动的物体和相对于静止的物体。
质能等价原理：相对论提出了质能等价原理，即质量和能量之间存在等价关系。
这意味着质量和能量之间可以相互转化，但总能量守恒。
时间和空间弯曲：相对论认为时间和空间是弯曲的，即时间和空间不是绝对的，而是与物体的运动状态有关。
当物体运动时，时间和空间会发生变化。
质速关系：相对论提出了质速关系，即物体的质量随着速度的增加而增加。
这意味着当物体接近光速时，其质量会变得非常大，因此需要更大的能量才能继续加速。
质能方程：相对论提出了质能方程E=mc²，其中E代表能量，m代表质量，c代表光速。
这意味着质量和能量之间存在等价关系，可以相互转化。
总之，相对论是一种描述时间和空间关系的物理学理论，它揭示了物体在高速运动时的行为和规律。
狭义相对论总结试题(1)
狭义相对论总结试题
一、狭义相对论的概念及发展历程
1. 狭义相对论是什么？
2. 狭义相对论是如何形成的？有哪些主要的来源？
3. 相对论的历程及其影响：
二、相对性原理及其实践意义
1. 相对性原理是什么？其含义和基本原理是什么？
2. 相对性原理的实践意义是什么？
三、时空的统一及其含义
1. 时空的统一是什么？其基本含义和概念是什么？
2. 时空的统一对物质的本质属性有哪些影响？
3. 相对论中的极限时间和极限速度的概念是什么？
四、相对论物理学的基本原理及其实际应用
1. 光速不变原理是什么？其对相对性原理的解释及其实际应用是什么？
2. 等效原理的含义及其在物理研究中的作用是什么？
3. 坐标系变换在相对论物理学中的基本作用和推导方式是什么？
4. 相对论物理学中的实际应用：时间膨胀、空间收缩及其实际意义是什么？
五、狭义相对论与新时代科技的发展
1. 高精度定位技术是如何实现的？
2. GPS技术中用到了哪些相对论原理？
3. 相对论在今后的科技领域中将有哪些新的应用和发展？。
1. 质量为M 的静止粒子衰变为两个粒子m 1和m 2求粒子m 1的动量和能量。
2. 电荷为e 质量为m 的粒子在均匀电场E 内运动，初速度为零，试确定粒子的运动轨迹与时间的关系，并研究非相对论情况。
3. 频率为ω的光子（能量为ω 动量为k ）碰在静止的电子上，试证明：（1）电子不可能吸收光子，否则能量和动量守恒定律不能满足；（2）电子可以散射这个光子，散射后光子频率ω′比散射前光子频率ω小（不同于经典理论中散射光频率不变的结论）。
4. 一个总质量为M 0的激发原子，对所选定的坐标系静止，它在跃迁到能量比之低Δw 的基态时，发射一个光子（能量为ω 动量为k ），同时受到光子的反冲，因此光子的频率不能正好是，而要略小一些，证明这个频率5. 一个处于基态的原子吸收能量为h ν的光子跃迁到激发态基态能量比激发态能量低Δw 求光子的频率。
6. 在海拔100km 的地球大气层中产生了一个静能为140Mev 的π+介子，这个π+介子的总能量51.510MeV E =⨯，竖直向下运动，按它自身参考系中测定，它在产生后8210s -⨯衰变，问它在海平面以上多大高度处发生衰变的？7. 以速度v 运动、静止质量为m 的0π介子裂变成两个γ光子，设在0π介子静止的参考系内，γ光子按飞散方向的分布是各向同性的，试确定相对于实验参考系的下列各量：（1）其中一个γ光子按与0π介子运动方向成θ角飞散的概率；（2）一个γ光子以θ角飞散，另一个γ光子飞散的方向；（3）按（2）飞散的两个γ光子的能量。
8. 当光子与相对论性的高能电子碰撞时，光子将从高能电子获得能量，使散射光子的能量增大，其频率升高，这一现象称为逆康普顿散射。
总能量为E 的相对论性高能电子（其动能大于静止质量）与频率为ν的低能光子（能量小于静止能量）相向运动，而发生正向碰撞，碰撞后光子沿与原入射方向成θ角的方向散射。
求散射光子的能量（以E 、ν、θ和电子的静止能量0E 表示）。
同好结构框图比较广义相对论时空观实验检验伽利略变换洛仑兹变换绝对时空观狭义相对论时空观相对论动力学基础力学相对性原理狭义相对性原理推广广义相对性原理推广第八章狭义相对论狭义相对论：8学时前言：相对论产生的历史背景和物理基础经典物理：伽利略时期——19世纪末经过300年发展，达到全盛的“黄金时代”形成三大理论体系机械运动：以牛顿定律和万有引力定律为基础的经典力学电磁运动: 以麦克斯韦方程为基础的电动力学热运动: 以热力学三定律为基础的宏观理论，以分子运动、统计物理描述的微观理论物理学家感到自豪而满足，两个事例：在已经基本建成的科学大厦中，后辈物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了。
也就是在测量数据的小数点后面添加几位有效数字而已。
—开尔芬(1899年除夕)理论物理实际上已经完成了，所有的微分方程都已经解出，青年人不值得选择一种将来不会有任何发展的事去做。
——约利致普朗克的信两朵乌云：迈克尔孙—莫雷实验的“零结果”黑体辐射的“紫外灾难”三大发现：电子：1894年，英国，汤姆孙因气体导电理论获1906年诺贝尔物理学奖.X射线：1895年，德国，伦琴1901年获第一个诺贝尔物理学奖.放射性：1896年，法国，贝克勒尔发现铀；居里夫妇发现钋和镭，共同获得1903年诺贝物理学奖.物理学还存在许多未知领域，有广阔的发展前景。
两朵乌云——20世纪初物理学危机新理论：相对论、量子力学，深刻影响现代科技和人类生活什么是相对论？任何回答有关相对运动中观察者的问题的物理理论就是相对性理论。
相对论的思想基础对称性观念大学物理对称性观念岸上的人？船上的人事物的相对性如何对待事物的相对性？（1）（2）“公说公有理，婆说婆有理”——相对主义（3）超越从个别角度认识问题的局限性，寻找不同参考系内各观测量之间的变换关系，以及变换过程中的不变性。
物理定律（是自然界与观测者无关的客观规律）万有引力定律现代物理学已经不是被动地去协调不同参考系中的观测数据，而是自觉地去探索不同参考系中物理量、物理规律之间的变换关系（相对性原理）和变换中的不变量（对称性），以便超越自我认识上的局限，去把握物理世界中更深层次的奥秘。
