《经典力学局限性》ch

第六节经典力学局限性课后认真阅读课本在相对论物理学的教科书中，通常描写着一个使人难以能理解的故事，一对年轻的孪生兄弟，哥哥乘坐一艘接近光速运动的宇宙飞船，从地球出发，在太空遨游一圈之后返回地球，使人瞠目结舌的事发生了，他的弟弟早已是两鬓斑白，满脸皱纹的古稀老人，而他自己却还是一个十七八岁的英俊少年。一、经典力学的适用范围：宏观、低速、弱引力二、经典力学局限性：1、不能解决高速运动问题（接近光速）2、不适用于微观领域中物质结构和能量不连续的现象三、从低速到高速阅读课本“从低速到高速”部分，回答：1、在经典力学和狭义相对论中，物体的质量有何不同？2.狭义相对论中物体的质量表达式是怎样的？3..经典力学中和狭义相对论对位移和时间在不同的参考系中的测量有何不同的看法？什么是低速，什么是高速？通常所见的物体的运动皆为低速运动，如行驶的汽车，发射的导弹、人造卫星及宇宙飞船等．与光速相接近的速度称为高速，有些微观粒子在一定条件下其速度可以与光速相接近。1、在经典力学和狭义相对论中，对物体质量的认识有何不同呢？在经典力学中，物体的质量是不变的，但爱因斯坦的狭义相对论指出，物体的质量随速度的增大而增大2.狭义相对论中物体的质量表达式是怎样的？m0为静止质量，m是物体速度为v时的质量，c是真空中的光速3.经典力学中和狭义相对论对位移和时间再不同的参考系中的测量有何不同的看法？在经典力学中位移和时间的测量再不同的参考系中是相同的，相对论认为，同一过程的位移和时间的测量在不同的参考系中是不同的。一、经典时空观（绝对时空观）：（1）同时的绝对性（2）时间间隔的绝对性（3）空间距离的绝对性超新星爆发的持续时间：经典时空观与相对论时空观实际：2年！？牛顿：25年。{时间、长度和质量这三者都与参考系的运动无关。以牛顿运动定律为基础的经典力学中，空间间隔（长度）s、时间t和质量m这三个物理量都与物体的运动速度无关.一根尺子静止时这样长，当它运动时还是这样长；一分钟不论处于静止状态还是处于运动状态，其快慢保持不变；一个物体静止时的质量和运动时的质量一样.-----.这就是经典力学的绝对时空观.

到了19世纪末，面对高速运动的微观粒子发生的现象，经典力学遇到了困难.在新事物面前，爱因斯坦打破了传统的时空观，于1905年发表了题为《论运动物体的电动力学》的论文，提出了狭义相对性原理和光速不变原理，创建了狭义相对论.狭义相对论一深奥难懂著称，并且他的出现，使整个世界都处于震惊和争论之中，二、相对论时空观:长度、时间和质量都是随物体的运动速度而变化的（都与参考系的运动有关）。长度、时间和质量随速度的变化关系可以用下列方程表达式：相对时间（钟慢效应）

v都是物体的运动速度，c是真空中的光速，t和t0分别为在相对静止和运动的系统中测得的时间相对长度（尺缩效应）

v都是物体的运动速度，c是真空中的光速，L0和L分别为在相对静止和运动系统中沿速度方向测得的物体的长度；当宏观物体的运动速度远小于光速时（v<<c），则上面的一些结果就变为L≈L0，t≈t0，m≈m0，因而对于宏观低速运动的物体，使用牛顿定律来处理问题，还是足够精确的.继狭眉义相宪对论膝之后爆，19两15年爱肿因斯泛坦又岗建立熔了广链义相插对论粥，指项出空堡间——时间棚不可方能离皆开物偷质而抛独立捆存在浅，空彻间的完结构犬和性字质取彩决于疲物质拼的分申布，醉使人糕类对俊于时新间、悬空间咱和引雷力现宅象的唯认识觉大大辨深化啊了.“狭义躬相对燥论”思和“解广义辉相对现论”舅统称振为相驴对论.时至杏今日樱，相饼对论截的所象有结旨论和分预言另都被川大量宝的事泥实和姿观测慢所证亿实，偿并且在微鸣观粒塑子和趣宇宙皂的结算构和冒演化等许酷多方盈面发宅挥着讨重要贫作用撒，以笑普遍阅被人黄们接喷受。框关于镇相对粉论的贤知识让我们岭会在恳以后呼的学单习中夕学习贩到.四、掠从宏倘观到扎微观阅读挎课文念并思带考：理相对渔论和浩量子那力学蚊的出躁现，雪是否漂表示危经典篮力学慢失去局了意炮义?相对抽论和侦量子源力学商的出邻现，来说明让人类旦对自约然界材的认响识更碎加广森泛和弦深入猫，而敏不表源示经识典力皆学失将去了泽意义莲．它骡只是兔使人访们认杯识到惜经典馆力学继有它寇的适闭用范剃围：只适问用于尖低速端运动禁，不眨适用防于高猜速运肿动，充只适黎用于斜宏观枪世界棉，不生适用慎于微高观世带界。五、既从弱奥引力虑到强常引力阅读利课文挪并思畜考：1、经喘典力浪学与惠行星稳轨道对的矛刚盾是况什么哗？2、归宇纳万绕有引歌力定研律与伪爱因晒斯坦宵引力第理论齿的茅主要萍差异山，3、经附典力禁学和亡相对鞭论量驶子力凑学的乓关系兰如何氧？1、经公典力比学与肃行星阶轨道餐的矛抚盾是家什么做？牛顿摘的万割有引亦力定宝律推棍算，雷行星滤的运挂动应辈该是帝一些撇椭圆赢或圆救，行淘星沿渣着这珍些椭备圆或恐圆做衡周期他性运孔动，凶与实丢际观包测结崭果不翠符，交行星铅的轨鼠道并羡不是盼严格流闭合漫的，寨它们办的近秆日点咳在不阿断旋锄进．2、归眠纳万熟有引在力定恰律与骆爱因尿斯坦姑引力霞理论盏的醒主要俯差异蛛：1）牛星顿的管万有围引力弓定律隶认为重：物讯体的剥半径灯减小燥，其或表面纽奉的万配有引抢力与陵半径编的二螺次方扔成反黎比的耳增大飞，对关于半榜径接降近于均零的法物体楼。其桌表面绩上的齿万有田引力胀接近捕于无泊穷大雾。2）爱背因斯倦坦理让论认拾为：键物体恭的半职径减贸小时汤，其书表面像的万照有引纤力比炮二次唇方成狠反比糊规律樱增大奥得多愤，引嗓力趋蛾于无盼穷大游，发服生在倘接近尝一个础“引勤力半宏径”混的时馒候。何为勾天体险的引睡力半书径?假定柴一个铜球形今天体过的质叛量不椅变，雹并通扇过压腔缩减京小它缺的半前径，唉天体霜表面烂上的顷引力鼻将会杯增加旷，当早引力微趋于滔无穷刮大时夏，被肤压缩行天体付半径刷接近倡的值——贯“引力星半径跟”．只要敲天体悔的实独际半波径远凯大于攻它们覆的引临力半视径，忍那么遣爱因貌斯坦贯和牛笨顿的量理论易计算知出的赖力的榆差异灾并不霸很大批．但搏当天体含的实趁际半纪径接啄近引您力半赔径时，恩这种开差异溉将急探剧增遍大．波这就藏是说惯，在传强引闲力的恰情况跑，牛据顿的亦万有回引力望理论陡将不码再适嘱用．3、经设典力商学和害相对扰论量匀子力左学的膊关系谁如何恶？历史席上的尸科学采成就亲不会搅被新沸的科阁学成愚就所坊否定昨，而晒是作幅为某移些条刚件下逮的局部海情形妇，被芒包括渡在新惑的科键学成紧就之倍中．如泊：当忌物体魔的速鸣度远茎小于付光速c(莫3X极10吐8m／s)时，药相对晴论与表经典败理论州的结娃论没牢有区仇别；砌当另孔一个吹重要祸常数芽即“嗓普朗饥克常读数”h(社6．63从X1盯0-物34嫁J·延s)可以欢忽略起不计毒时．迅量子密力学窄和经渡典力炒学的洽结论杆没有苏区别今．相冷对论晓和量才子力矩学都刷没有吨否定续过去城的科绢学。检测飞题有关赠科学苹家和毫涉及缎的事残实，炸正确索的说丑法是A．哥白得尼创幻玉立了奔日心愁说B．伽利灿略发俘现了础行星琴运动房诚规律C.惠更文斯解滨决了骄弹性痰碰撞皂问题D．爱因疤斯坦幅提出事了量跪子论(巷A继C)检测霜题一列拌火车纹以速肿度v相对客地面遇运动荡．如涝果地谜面上寇的人届测得净，某警光源爷发出裤的闪挽光同便时到俗达车颤厢的搜前壁离和后液壁，甘以下皂说法爹中正泳确的网是A．火车瓣上的全人测刚得，项闪光日先到烫达前椒壁B．火车岛上的积人测氏得，沙闪光渡先到赶达后劈燕壁C．火车组上的笑人测杜得，裹闪光文同时崭到达秃车厢的前任壁总和举后壁D．条件价不足核，无树法确谈定(搁A奋)检测挂题有三柜个完盼全相鼓同的轨时钟申，时闷钟A放在悉地面饿上，尖时钟B、C分别趟放在没两个再火箭馅上，岭以速苍度vB和vC朝同奸一方瞒向飞员行，vB＜vC．对于英地面迹上的收观察迅者来公说，旅则以倚下说筒法中默正确此的是A．时钟A走得高最慢B．时钟B走得缎最慢C．时钟C走得恭最慢D．时钟C走得弃最快(C)检测臂题如果偿有一碎支静暮止时杨长30兼m的火披箭，围以光晃速的碍二分辰之一爸的速腰度从惠观察比者的税身边青掠过诱，以纲下说思法中葬正确融的是A．地面劣上的烟观察虹者测野得的苍火箭虾长为30枝mB．地面榴上的嚼观察唇者测柏得的闻火箭妖长小警于30呼mC．地面地上的帐观察粒者测咽得的棒火箭繁长大羽于30怎mD．火箭善上的均观察袜者测损得的患火箭栋长为30锻m(BD)检测迎题有关虫物体帆的质荣量与杀速度慢的关响系的有说法,正确筹的是A．物体与的质杰量与未物体乡丰的运盘动速弃度无祝关B．物体精的质养量随阵物体医的运翠动速蹲度增铲大而化增大C．物体嫁的质宋量随价物体给的运把动速寨度增挺大而钢减少D．当物秀体的辈运动震速度繁接近发光速仓时，高质量份趋于民零(B)按照访狭义妹相对衔论，刃不仅铅“同趁时”择是相床对的级，有射时候法，甚借至事扩情的鹊先后清也都们是相送对的莫。举彩一个醉例子沃，一寸节长馆