6-0 第6章教学基本要求.pptVIP

* 第6章 相对论 第6章 教学基本要求 * 到十九世纪末期，物理学各个分支的发展都已日臻完善，并不断取得新的成就。 　　首先在牛顿力学基础上，哈密顿和拉格朗日等人建立起来的分析力学，几乎达到无懈可击的地步，特别是十九世纪中期，海王星的发现充分表明了牛顿力学是完美无缺的。 　　其次，通过克劳修斯、玻耳兹曼和吉布斯等人的巨大努力，建立了体系完整而又严密的热力学和统计力学，并且应用越来越广泛。 引言 由安培、法拉第和麦克斯韦等人对电磁现象进行的深入而系统的研究，为电动力学奠定了坚实的基础，特别是由麦克斯韦的电磁场方程组预言了电磁波的存在，随即被赫兹的实验所证实。后来又把牛顿、惠更斯和菲涅耳所建立的光学也纳入了电动力学的范畴，更是一项辉煌的成就。 当时许多著名的物理学家都认为物理学的基本规律都已被发现，今后的任务只是把物理学的基本规律应用到各种具体问题上，并用来说明各种新的实验事实而已。 　　对物理学各方面都做出过重要贡献的权威人物开尔文在一篇于1900年发表的瞻望二十世纪物理学发展的文章中也说：“在已经基本建成的科学大厦中，后辈物理学家只需要做一些零星的修补工作就行了”，不过接着又指出：“但是在物理晴朗天空的远处，还有两朵小小令人不安的乌云”，即运用当时的物理学理论所无法正确解释的两个实验现象：一个是热辐射现象中的紫外灾难；另一个是否定绝对时空观的迈克尔逊--莫雷实验。 　　正是这两朵小小的乌云，冲破了经典物理学的束缚，打消了当时绝大多数物理学家的盲目乐观情绪，为后来建立近代物理学的理论基础作出了贡献。 事实上还有第三朵小小的乌云，这就是放射性现象的发现，它有力地表明了原子不是构成物质的基本单元，原子也是可以分割的。 所有这些实验结果都是经典物理学无法解释的，它们使经典物理处于十分困难境地。 为摆脱这种困境，有一些思想敏锐而又不受旧观念束缚的物理学家纷纷重新思考研究，在二十世纪初期，建立起了近代物理的两大支柱——量子论和相对论，并在这个基础上又建立起以研究原子的结构、性质及其运动规律为目的的原子物理学，后来又进一步发展，相继建立起原子核物理学和基本粒子物理学，这些内容统称为量子物理学。 内容： 6.1 力学相对性原理 伽利略变换 6.2 狭义相对论产生的实验基础和历史条件 6.3 狭义相对论的基本原理 洛仑兹变换 6.4 狭义相对论的时空观 6.5 相对论动力学 　　相对论是20世纪物理学最伟大的成就之一。它建立了新的时空观，并在此基础上给出了高速运动物体的力学规律。 　　相对论分为狭义相对论和广义相对论。 　　当物体的运动速度远小于光速时，准确地遵从牛顿力学的规律。而当物体的运动速度接近于光速时，牛顿力学不再适用。 　　在宇宙星体，基本粒子，原子能等研究领域中，都要用到相对论力学。 1905年爱因斯坦发表了《论动体的电动力学》，宣告了相对论的诞生。