52經典時空觀與相對論時空觀-資料下載頁
2025-11-30 00:59本頁面
【導讀】了解經典時空觀及其基本推論，知道牛頓引入絕對時空觀的原因．。了解狹義相對論的理論基礎與狹義相對論時空觀的幾個推論，知道相對。通過關于參考系和運動的“討論與交流”，認識慣性系的概念與伽利略相。解讀并分析教材圖5-2-1和圖5-2-2，了解絕對時空觀與實驗事實的矛盾．。3．情感、態(tài)度與價值觀。通過“討論與交流”活動，培養(yǎng)學生的獨立思考能力、邏輯分析能力、人類認識世界的影響，感受物理學的發(fā)展對推動社會的作用．。是認識自然最有效的途徑，科學對自然現象有解釋和預見的功能，科學知識具有。相對的穩(wěn)定性并不斷發(fā)展和進步，從過程的意義來看，科學的本質就是探究，是。時空觀同自然科學的發(fā)展是密切相關的，科學上。的時間、空間中進行的，機械運動是物體的位置移動，位置涉及空間概念，移動。在牛頓的時空觀中，空間、時間脫離物質及其運動而客觀存在，空間的延伸。這種背景不受事件的影響
【正文】 車上乘客的手表計只需要時間 t2，站臺長為 v t2．由于運動的時鐘變慢，即 t2小于 t1，故 v t2小于 v t1．所以，乘客完全 有理由得出這樣的結論：站臺縮短了．實際上在車站上的人看來站臺卻并沒有縮短，但他們也同樣有理由說，火車縮短了． 這種現象絕不是一種光幻視，因為用任何測長儀器測量都會得出同樣的結論．我們在平時看不到這種收縮現象． (只不過是由于在低速緩慢的運動中，這種現象不明顯而已．事實上，即使物體運動的速度達到每秒 3萬千米，長度的收縮也不過是千分之五十．由此可見，時間、空間和運動的確是緊密聯系的，時間和空間的這種性質就叫做時空的相對性． ) (3)物體質量隨速度的增加而增大．愛因斯坦在時空觀的徹底變革的基礎上建立 了相對論力學，指出質量隨著速度的增加而增加，當速度接近光速時，質量趨于無窮大．他給出了著名的質能關系式： E=mc。，質能關系式對后來發(fā)展的原子能事業(yè)起到了指導作用． [討論與交流 ] 此處的討論與交流意在使學生認識相對論效應顯著與否依賴于運動速度的快慢．長度收縮和時間膨脹的效果只有當你以接近光速運動的時候才能注意到，當運動得非常慢 (你可能認為你的車開得很快，每小時 120 千米，但這對于相對論來說，是極慢的 )時，相對論效應極其微小，完全可以忽略不計． 狹義相對論時空觀對人類認識自然和社會的影響 是教學中要著重引導學生體會的，其意義與影響應包含以下內容： (1)相對論的創(chuàng)立對人們的思維方式產生了深刻的影響．人們從中領悟：對 同一個事物，不同的人從不同的角度來觀察，觀察的結果會有一定的差異．所以我們不應當把自己的認識絕對化，盡管這種認識是合理的．相對論時空觀使我們摒棄了一些習以為常但卻并不正確的成見，也是人類突破牛頓絕對時空觀的束縛，走向現代物理學真理的一場偉大科學革命． (2)相對論嚴格地考察了時間、空間、物質和運動這些物理學的基本概念，揭示了空間 —— 時間的辯證關系以及物質同時空的關系 ，給出了科學而系統(tǒng)的時空觀和物質觀，加深了人們對物質和運動的認識，反映了自然科學的辯證唯物主義傾向，從而使物理學在邏輯上成為更完美的科學體系． (3)沒有相對論，現代物理學不可能存在．狹義相對論在很大程度上解決了19 世紀以來出現的古典物理學危機，推動了整個物理學理論的革命，并且為原子物理學的發(fā)展和應用提供了依據；可以說，相對論的建立是現代物理學最偉大的成就之一，對于現代物理學的發(fā)展和現代人類思想的發(fā)展都有巨大的影響． (4)經典力學與絕對時空觀可以很好的對付運動較慢的諸如蘋果、行星的問越，但 在處理以光速或接近光速運動的物體時卻根本無效．實際上，經典力學是相對論在低速條件下的近似．可以讓學生小結和歸納經典時空觀與狹義相對論時空觀的主要區(qū)別， 如下表所示： 絕對時空觀 狹義相對論時空觀 光速 相對的 絕對的 同時 絕對的 相對的 時間與空間 與運動無關，絕對的 與運動聯系，相對的 質量 與運動無關，不變的 隨速度增大而增大 [實踐與拓展 ] 推薦書目供對“相對論”有興趣的學生進一步自學和了解相對論的知識． (四 ) 小結 （五）作業(yè)
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