高中物理 备课资料6《经典力学的局限性》 新人教版必修1.docVIP

人教版高一物理必修1备课资料6《经典力学的局限性》 一、爱因斯坦简介 爱因斯坦（Albert Einstein)，1879年出生于德国符腾堡的乌尔姆市.1896年进入瑞士苏黎世工业大学学习，并于1900年毕业.他大学期间在学习上就表现出“离经叛道”的性格，颇受教授们责难，毕业后即失业.1902年到瑞士专利局工作，1909年起开始当教授.他早期一系列最有创造性、最有历史意义的研究工作，如创立相对论，都是在专利局工作时利用业余时间进行的.1914年起，他任德国威廉皇家学会物理研究所所长兼柏林大学教授.由于希特勒法西斯的迫害，他于1933年到美国定居，任普林斯顿高等研究院研究员，直到1955年逝世. 爱因斯坦的主要科学成就有以下几方面： 1.创立了狭义相对论.这个理论揭示了空间和时间的联系，引起了物理学的革命.同年又提出了质能相当关系，在理论上为原子能时代开辟了道路. 2.发展了量子理论.他在1905年提出了光的量子论，并因此获得了1921年的诺贝尔物理学奖.以后他又陆续发表文章提出受激辐射理论（1916年），并发展了量子统计理论（1924年）. 3.建立了广义相对论.他在1915年建立的广义相对论，揭示了空间、时间、物质、运动的统一性，以及几何学和物理学的统一性，解释了引力的本质，从而为现代天体物理学和宇宙学的发展打下了重要的基础.此外，他对布朗运动的研究（1905年），为气体动理论的最后胜利作出了贡献.他还开创了现代宇宙学，他努力探索统一场论的思想，指明了现代物理学发展的一个重要方向. 爱因斯坦之所以能取得这样伟大的科学成就，应该归因于他那勤奋、刻苦的工作态度和求实、严谨的科学作风，更应该归因于他那对一切传统和现成的知识所采取的独立的批判精神.他不因循守旧，不迷信权威，敢于离经叛道，敢于创新.他提出科学假设的胆略之大，令人惊奇，但这些假设又都是他的科学作风和创新精神的结晶.除了他非凡的科学理论贡献之外，这种伟大革新家的创新精神也是他给人们留下的一份宝贵的遗产.爱因斯坦的精神境界高尚.在巨大的荣誉面前，他从不把自己的成就全部归功于自己，总是强调前人的工作为他创造了条件.他曾说过：“人是为别人而生存的.”“人只有献身于社会，才能找出那实际上是短暂而有风险的生命的意义.”“一个获得成功的人，从他的同胞那里所取得的总无可比拟地超过他对他们所作的贡献.然而看一个人的价值，应当看他贡献什么，而不应当看他取得什么.” 二、量子力学的应用 量子理论不仅使人们对自然的认识发生了又一次重大变革，而且也延伸到微观领域研究的各个方面.在这个理论指导下形成的技术产品，既有力地帮助了人们有效地进行科学研究和经济建设，也改善和丰富了人们的社会生活. 光电池 激光测距传感器 利用光电效应中光电流与入射光强度成正比的特性，可以制造光电转换器，实现光信号与电信号之间的相互转换.这些光电转换器如光电管等，广泛应用于光功率测量、光信号记录、电影、电视、自动控制，以及遥感、遥测等诸多方面.光电池也是一种光电转换器，它是人造卫星和飞船的主要电源，也是人类正在开发的新能源. 量子理论的发展，不但使人们对激光产生机理的认识愈加深入，而且为寻求具有更加优异特性的新型光电子材料，充分利用成熟的微电子工艺制造出功耗低、响应快、寿命长、兼容性好的激光器提供了理论依据，使激光被更加广泛地应用于科研、生产和生活.没有激光技术的发展，我们现在就不会拥有CD、VCD、DVD，计算机中也不会有大容量的光存储器. 扫描隧道显微镜下的原子图片利用无线电波通信是众所周知的.先既是粒子，又具有电磁波的特性，由于频率高，如果用作通信，其容量将比无线电波更大.激光器问世后，科学家就对利用激光通信进行了艰苦的探索.1966年，英籍华裔学者高锟提出用光导纤维取代传统的电缆传送信息的设想，从此奠定了光纤通信的物质基础.而光纤通信的理论基础，则与量子理论有关. 根据量子理论制造的扫描隧道显微镜，可看到单个原子图像.此外，核能的利用也与量子理论有关. 可以说，当今世界离不开量子理论，现代科学技术也离不开量子理论的支持. 三、对牛顿运动定律受参考系限制的认识 牛顿运动定律只适用于惯性系，对非惯性系不再成立.如一车厢内有一摩擦可忽略的水平桌面，其上放着质量为m的小球，如图所示，当车厢相对地面静止时，小球也静止不动.当车厢对地以加速度a0沿直线向右加速运动时，该球水平方向不受力.在地面的观察者看来，球仍静止不动，符合牛顿运动定律，但坐在车上的观察者发现，球以-a0向车尾运动，但又没有谁对球施加力的作用，即牛顿运动定律不再成立. 如果坐在车上的观察者仍试图从形式上利用牛顿第二定律来说明小球的运动，他只有想象小球受到一个“虚拟力”f，而且这个力的大小和方向应满足关系式f=-ma0,这个力不是物体间的相互