资源描述：
《惯性系漫谈_李炘琪》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、1995年第10期物理教师。教材与教法·佩佳暴最溉云南保山师专物理系(78060)0李新琪目然界中哪一个或哪一些参照系是最严格的惯性持自己的速度.这类特殊的参考系,称为惯性系.lt].系?:呢这个间题一直困扰着人们如今物理学作为一门从更广泛的时空角度给出对于任意一计算系统,,,,科学已发展了几百年对这一问题怎么解释本文作点来讲空间并不是均匀的和各向同性的时间也不一定粗浅的讨沦.是均匀的.由于时空的不均匀性,在描写力学现象,寻1惯性系与非惯性系求力学规律所引起的复杂性也是显而易见的.然而,总1,1参照系可以找到这
2、样的计算系统,相对于它来说,空间是均匀为了对物体的运动作具体描述,总要先找出另外的和各向同性的,而时间也是均匀的.这种系统称为惯,,.一个物体或物体群作为参考这种作为参考的物体或性系统atJ物体群叫做参照系或参考系.参考系应包括参考物上非惯性系即为牛顿力学不成立的参考系.如直线.的,,一个空间坐标系和固定于此坐标系上的时钟加速参考系转动参考系或既加速平动又转动的参考,,.同一运动相对于不同的参考系中的观察者表述系.,是不一样的在动力学中研究运动规律时假如选取一1.3相对性原理,,.个任意的参考系则可能使很简单的
3、现象在这个参考经典力学中伽利略提出了力学的相对性原理两,系里看起来是很复杂的这自然就产生了寻找某种参个相对作匀速直线运动的参考系之间的时空关系为,考系的课题在这种参考系里力学规律要显得特别简xl=x一耐.,单y,y.12z,z惯性系与非惯性系=,{t,t经典力学认为有这样一类特殊的参考系在这种一参考系中,牛顿力学成立,这样的参考系称之为惯性就叫做伽利略时空变换.容易证明,牛顿力学规律对其系般教材都是这样定义惯性系的.中某一参考系成立,对另一个参考系也成立,这称为牛一惯性系的概念还有从其他角度表述的.顿力学规律对
4、伽利略时空变换的协变性,即为力学的着眼于研究对象本身的运动状况或与外界相互作相对性原理.它给出:对于描述力学规律,一切惯性系.,:,非惯性系与惯性系则不等价因为在非惯用的角度给出对于一个物体的自由运动一定可以选都是等价的.,相对择一个参考系K于K该物体作匀速直线运动或性系中处理力学问题时必须引入惯性力静止.而且,其它所有自由运动的物体,对于K来说,原则上只要v是常量,一切惯性系之间都可以应.,.,`也都是作匀速直线运动或静止一定存在着这用伽利略时空变换。换言之但在高速情况下接近于光速.样的参考系,相对于它,所有
5、不受外力作用的物体都保时,出现了问题,伽利略变换不适用了爱因斯坦从光家那样发现重要的物理现象.姆潘差一般都有确定的方向性,因此可以有意识地采取一巴效应的发现是典.型一例.些减小系统误差的措施减小系统误差的方法很多,常“、、.,用的有”“比较法”“”现行的中学物理教材其科学方法的介绍都是配替代法修正法等合教学内容而设置的.由于种种原因,教材对科学方法为了介绍这些方法,原高中物理甲种本教材中安,“”、“”、“的讨论较少加之学生自己也缺乏对科学方法的归纳排了测定冰的溶解热替代法则电阻用惠斯通.,,”、“用电位差计测量
6、电动势”与总结因此往往对教材中重要的常用的科学方法不电桥测电阻等四个实验甚明了,这在一定程度上削弱了科学方法特有的教育教师应当将四个实验的科学方法向学生作一系统的归价值,加大了物理教学的难度.因此.为了培养学生运纳,并结合具体实验说明其方法的巧妙之处,从而使学.用科学方法解决,生真正掌握减小系统误差的科学方法(未完待续)问题的能力必须帮助学生进行必要的归纳与总结.(收稿日期:1995年5月)比如,如何减小实验的系统误差问题.因为系统误一3一物理教师1,95年第10期速不变原理导出了一个新的时空关系性系.,X一U
7、落无数事实证明爱因斯坦的狭义相对论是正确的了l一,:c/:迄今未发现过有违背狭.义相对沦的实验结果,而狭义=相对论又是建立在惯性系的基础上的.了y爱因斯坦在狭名,=义相对论中没有回答自然界中什么参考系才是惯性,{’t一系为什么惯性系在描述物理规律中处于特殊地位的晕斋间题.如果惯性参考系在客观现实中没有一点真实性,,这就是洛仑兹变换.电磁规律(麦克斯韦方程)在洛仑那么狭义相对论能取得如此的成功就是一件不可思,,`,.而牛顿力学都不满足。议的事了兹变换下协变但在《时洛.仑兹变换还原为伽利略变换.爱因斯坦修正了牛顿力
8、归根结蒂,就是引力的存在和影响,困惑着人们学,使它对洛仑兹变换也协变.修正后的结果被实验所3牛顿的绝对空间证实.这样爱因斯坦将力学相对性原理推广为狭义相牛顿依据当时人们对自然界的认识水平和实验结对性原理.所有的物理规律都应在任一惯性系中具有果,提出了“绝对时空观”,从理论上回避了惯性系究竟相同的形式.即对于描述物理规律,一切的惯性系都是是什么,哪一个参考系才是真正严格的惯性系的间题.等
