大学物理相对论讨论.ppt

本章题头,指导老师：南 征,大学物理讨论课,2012年04月,物理学院大学物理教学中心,本章的基本问题:1、经典时空观的内容是什么?2、爱因斯坦为什么要修订经典时空观？3、新时空观又有那些内容？4、根据新时空观可以推出哪些重要结论？5、狭义相对论还留下了什么问题？,1.如图,假设我们把剪刀做得很长,当我们打开剪刀时,剪刀头部的速度会不会大于光速呢？,2.如图,我们用手电筒照射很远处得墙壁，当我们转动手电筒时，墙壁上光斑的速度会不会大于光速呢？,1.如图,当我们使用剪刀时，剪刀片绕固定轴转动：,注意，剪刀短时同步转动，太长不可能，作用的传递需要时间。质速关系也会限制剪刀头部速度。,2.光斑在墙壁上的速度,光斑只是一个影像，是由不同的光子形成，光斑的移动，并不是物质的移动，物质携带的能量和信息的传递速度不能超光速。,车过桥时，桥两端同时跨塌，车会掉下桥去吗？,问题:如果你是法官,这个案子你会怎么判?,另外:本问题中S系时原长参考系，看到的是时间膨胀，S系是原时 参考系，看到的是长度收缩，它们是同一个相对论效应的不同描述。,当B1和B2两再钟读数为零时，A2钟已经有大于0的读数，所以，当B1钟与A2相遇时，S系可以得出A2钟比B1钟慢得结论。,问题是运动是相对的，怎么样说明S系的钟比S系的钟慢？,时钟佯谬,根据狭义相对论必然推出双生子的逻辑矛盾，这是狭义相对论留下的问题。为什么会这一问题？怎么解决呢？,狭义相对论讨论的是惯性系之间的时空转换，但什么是惯性系？狭义相对论讨论不能定义，这是狭义相对论的不完善之处。解决双生子问题需要用到广义相对论。,广义相对论简介,引言,等效原理,对于一个均匀引力场而言，引力场与一匀加速参考系等效。换句话说，对于一均匀引力场而言，引力与惯性力在物理效果上等效。,续57,时空弯曲,光的引力偏移,无线电波偏移,无线电波也可看成是能量较低（质量较小）的光子。采用射电天文望远镜，接收处于太阳后方的射电天体发射的无线电波或宇宙飞船发射的无线电信号，也能测出太阳引力对无线电波所产生的偏移效应。近年来，采用射电天文学的定位技术测得的偏移角度为 1.7610.016,与广义相对论的预言很符合。,谱线引力红移,水星近日进动,黑洞,黑动最新证据,