2018版高中物理第5章相对论第1节狭义相对论的基本原理第2节时空相对性教师用书粤教版选修3_

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1、第一节狭义相对论的基本原理第二节时空相对性1．(2分)全息照相利用了下列哪些原理(　　)A．小孔成像　　B．光的干涉C．光的衍射D．激光是一种相干光【答案】　BD2．(3分)对于激光的认识，以下说法中正确的是(　　)A．普通光源发出的光都是激光B．激光是自然界普遍存在的一种光C．激光是一种人工产生的相干光D．激光一定比普通光的强度大【解析】　激光是原子受激辐射产生的光，是人工产生的一种相干光，与普通光源发出的光不同，所以C正确，A、B错误；激光用途不同，激光的强度大小不相同，激光不一定比普通光的强度大，D错误．【答案】　C3．

2、(3分)下面是四种与光有关的事实：①用光导纤维传播信号；②用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度；③一束白光通过三棱镜形成彩色光带；④水面上的油膜呈现彩色．其中，与光的干涉有关的是(　　)A．①④B．②④C．①③D．②③【答案】　B4．(2分)牛顿运动定律的适用范围是________．【答案】　宏观、低速物体课标导思1.知道经典的相对性原理，知道狭义相对论的实验基础和它的两个基本假设.2.知道狭义相对论的几个主要结论.3.了解经典时空观与相对论时空观的主要区别，体会相对论的建立对人类认识世界的影响.学生P62一、狭义相对论的

3、基本原理1．爱因斯坦相对性原理在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的．2．光速不变原理真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源的运动和观察者的运动无关．二、“同时”的相对性狭义相对论的时空观认为：同时是相对的，即在一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件，在另一个惯性系中不一定是同时的．三、时空相对性1．时间间隔的相对性在一个对速度v匀速前进的车厢顶部有一平面镜，正下方有一光源(闪光光源)，车顶到光源距离为h，对火车上的人来说，光从光源经平面镜回到光源所经过的时间为Δt′＝.对于地面上的人来说，光通过的路程为cΔ

4、t，由勾股定理可得，()2＝()2－h2，所以Δt＝，因为<1，所以总有Δt>Δt′.上面的式子具有普遍意义，当从地面观测高速运行的火车时，车上的时间进程变慢了，不仅时间变慢了，物理、化学过程和生命的过程都变慢了。这就是时间间隔的相对性，也称“时间膨胀”．2．空间距离的相对性当物体在沿长度方向上的运动速度为v时，在运动的惯性系中测得物体的长度为l′，在静止的惯性系中测得物体的长度为l，则由狭义相对论会得出如下关系式：l＝l′，由于<1，所以总有l

5、严格的数学推导表明垂直于运动方向的长度则不会发生变化．四、相对论的时空观相对论认为有物质才有时间和空间、时间和空间与物质的运动状态有关，因而时间与空间并不是相互独立的．学生P62一、对惯性系和非惯性系的认识1．惯性系牛顿运动定律能够成立的参考系．牛顿运动定律在某个参考系中成立，这个参考系叫惯性系，相对于这个惯性系做匀速运动的另一个参考系也是惯性系．2．非惯性系牛顿运动定律不能成立的参考系．例如我们坐在加速运动的车厢里，以车厢为参考系观察路边的树木房屋向后方加速运动，根据牛顿运动定律，房屋树木应该受到不为零的合外力作用，但事实上

6、没有，也就是牛顿运动定律不成立．这里加速运动的车厢就是非惯性系．二、相对性原理与电磁规律分析根据麦克斯韦的电磁场理论可以直接得到真空中电磁波的速度是光速c，那么此速度相对于哪个参考系？如果它相对于参考系S是正确的，另外还有一个参考系S′，S′相对于S以速度v运动，若依据速度合成法则，光相对于S′的速度应是c－v，或者是c＋v，而不是c，若是c＋v，这不是就存在“超光速”了？事实上由相对论可知，光速为极限速度，是不变的，因此伽利略速度合成法则在这里是不适用的．三、对同时的相对性、时间间隔相对性和空间距离相对性的理解1．“同时”的

7、相对性理解狭义相对论的时空观认为：同时是相对的，即在一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件，在另一个惯性系中不一定是同时的，用爱因斯坦列车加以说明：如图5－1－1所示，火车以v匀速直线运动，车厢中央有一闪光灯发出光信号，光信号到车厢前壁为事件1，到后壁为事件2；地面为S系，列车为S′系．图5－1－1在S′系中，A以速度v向光接近，B以速度v离开光，事件1与事件2同时发生．在S系中，光信号相对车厢的速度v1′＝c－v，v2′＝c＋v，事件1与事件2不是同时发生．即S′系中同时发生的两个事件，在S系中观察却不是同时发生的，因此，“

8、同时”具有相对性．2．时间延缓的理解(1)如图5－1－2所示，K′系中，A′处有闪光光源及时钟C′.M′为反射镜，K′系相对K系以速度v向右运动．图5－1－2第一事件：闪光从A′发出；第二事件：经反射返回A′.K′系中Δt′＝；K系中Δt＝＝；解之，可得Δt＝可见，在运动参考