粵教版必修二52經(jīng)典時(shí)空觀(guān)與相對(duì)論時(shí)空觀(guān)01-在線(xiàn)瀏覽
2025-02-11 05:21本頁(yè)面
【正文】 西像時(shí)間和空間那么使我困惑．然而沒(méi)有任何東西比時(shí)間和空間更少使我煩惱，因?yàn)槲覐牟幌肫鹚鼈儯钡拇_，我們中的大多數(shù)人幾乎從來(lái)不去細(xì)想我們每天的時(shí)空觀(guān)念，可是，若要問(wèn)一問(wèn)“時(shí)空是何物 ?時(shí)間和空間是否存在于我們的知覺(jué)之外 ?時(shí)間和宇宙有開(kāi)端嗎 ?它們會(huì)結(jié)束嗎 ?”這些問(wèn)題的答案是什么 ?此類(lèi)問(wèn)題的提出可以激發(fā)學(xué)生了解時(shí)空奧秘的興趣。時(shí)空觀(guān)同自然科學(xué)的發(fā)展是密切相關(guān)的，科學(xué)上的重大變革往往伴隨著新時(shí)空觀(guān)的產(chǎn)生。 教學(xué)中可以簡(jiǎn)要介紹或布置學(xué)生課下了解古代人們對(duì)時(shí)空的一些認(rèn)識(shí)和思考．參見(jiàn)課程資源《時(shí)空觀(guān)的發(fā)展》，從而使學(xué)生認(rèn)識(shí)到人類(lèi)對(duì) 時(shí)間和空間本質(zhì)的探索是自生命之始就有的，從古到今人們做出許多努力，希望解開(kāi)時(shí)空之謎．古人嘗試由宗教和神話(huà)去了解空間、時(shí)間與宇宙；如今我們利用科學(xué)來(lái)了解這些概念。 [討論與交流 ]在勻速前進(jìn)的車(chē)廂中的自由落體，相對(duì)于車(chē)廂中靜止的觀(guān)察者做豎直向下初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，相對(duì)于地面上靜止的觀(guān)察者做平拋運(yùn)動(dòng)。 (2)一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)對(duì)兩個(gè)相互做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的慣性系來(lái)說(shuō)，速度、加速度以及所遵循的力學(xué)規(guī)律都是相同的?？梢匝a(bǔ)充介紹伽利略在《關(guān)于兩大世界體 系的對(duì)話(huà)》一書(shū)中運(yùn)用理想實(shí)驗(yàn)對(duì)“相對(duì)性原理”的闡述，參見(jiàn)課程資源《伽利略相對(duì)性原理》。 (2)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的描述離不開(kāi)參考系，然而牛頓定律并不適用于所有的參考系 (后人把牛頓定律適用的參考系叫做慣性參考系 )，但是經(jīng)典力學(xué)的理論框架本身 并不能能明確給出什么是慣性參考系，牛頓的解決辦法是引入一個(gè)客觀(guān)標(biāo)準(zhǔn) —— 絕對(duì)空間，用以判斷各物體足處于靜止、勻速運(yùn)動(dòng)還是加速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．參見(jiàn)課程資源 —— 《牛頓對(duì)絕對(duì)空間的設(shè)想》。 [來(lái)源 :Z*xx*] 牛頓認(rèn)為，宇宙本身結(jié)構(gòu)是不會(huì)變的，他稱(chēng)這結(jié)構(gòu)為絕對(duì)空間．我們打個(gè)比方，把“空間”設(shè)想成物體做機(jī)械運(yùn)動(dòng)的舞臺(tái)和背景，在日常生活中我們有這樣的經(jīng)驗(yàn)：在一個(gè)箱子中可以放進(jìn)一定數(shù)量的東西，這是箱子的一種 性質(zhì)，可以叫做箱子的容積，也就是箱子的空間．這個(gè)容積大小或空間大小是與箱子里放什么東西 (以及放不放東西 )沒(méi)有關(guān)系的 ．在賣(mài)箱子的商店里，總是要標(biāo)出 26 26 10 等等尺寸，之所以能這樣標(biāo)出，就是以容積是箱子的不受“外在的情況”影響的本性這一點(diǎn)為依據(jù)的．進(jìn)一步，我們?cè)O(shè)想箱子無(wú)限地?cái)U(kuò)大，這就得到了一個(gè)與任何特殊的物質(zhì)無(wú)關(guān)的、絕對(duì)的空間．它就是牛頓的絕對(duì)空間。 在牛頓的時(shí)空觀(guān)中，空間、時(shí)間脫離物質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)而客觀(guān)存在，空間的延伸和時(shí)間的流逝都是絕對(duì)的，也就是說(shuō)，空間、時(shí)間就像是事件發(fā)生的背景，但是這種背景不受事件的影響．并且時(shí)間和空間相互分離。 (2)時(shí)間間隔的絕對(duì)性．例如一個(gè)人看到自己的手表走過(guò)一分鐘，往往以為世界上所的鐘和表也都同樣地走過(guò)一分鐘，而不管是在哪一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的鐘．這就是時(shí)間間隔的絕對(duì)性。 顯然以上結(jié)論與我們的日常生活經(jīng)驗(yàn)相符，所以絕對(duì)時(shí)空觀(guān)很容易被人們接受；而且絕對(duì)時(shí)空觀(guān)與經(jīng)典力學(xué)是一致的，所以在經(jīng)典力學(xué)廣泛應(yīng)用的過(guò)程中，牛頓的絕對(duì)時(shí)空觀(guān)也廣為流傳，在大約一個(gè)世紀(jì)的時(shí)間里，人們都以絕對(duì)時(shí)空觀(guān)去認(rèn)識(shí)和思考世界。 愛(ài)因斯坦為什么會(huì)提出狹義相對(duì)論的兩條理論假設(shè) ?這一問(wèn)題既包含物理學(xué)發(fā)展過(guò)程中引起重大變革的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，又蘊(yùn)含了物理學(xué)家豐富的想像力、敏銳的洞察力以及富有探索
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