15.4 15.4 广义相对论简介广义相对论简介复复 习习一、狭义相对论的两点假设： 1、狭义相对性原理在不同的惯性参考系，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是相 同的，光速与光源、观察者间的相对运动没有 关系。二、由狭义相对论推出的几个结论 1、“同时”的相对性 2、动尺变短3、动钟变慢4、速度变换公式5、相对论质量6、质能方程阅读思考题阅读思考题1、狭义相对论遇到哪两个无法解决的问题 ？2、广义相对论的两个基本原理是什么？与狭义相对论的两个假设有什么不同？3、根据广义相对论的两个基本原理可以导 出那些重要结论？一、超越狭义相对论的思考一、超越狭义相对论的思考爱因斯坦思考狭义相对论无法解决的两 个问题： 1、引力问题万有引力定律无法纳人狭义相对论的理 论框架； 2、非惯性系问题，狭义相对论只适用于惯性系，为什么惯 性系具有这样的地位？狭义相对论无法解 释 二、广义相对性原理和等效原理二、广义相对性原理和等效原理 1、广义相对性原理：在任何参考系中，物理规律都是相同的 。伽利略相对性原理力学规律在任何惯性系都是相同的爱因斯坦狭义相对性原理(1905年)在不同的惯性参考系中，一切物理规律都有是相同的；爱因斯坦广义相对论原理（1916年） 在任何参考系中(包括非惯系）所有的物理规律都是相 同的，称为广义相对性原理。逻辑形式逐渐简约2、等效原理：一个均匀的引力场与一个做匀加速运动 的参考系等价。如果飞船做匀加速运动，在光 向右传播的同时，飞的速度也在不 断增大，因此船上观察者记录下的 光的径迹是一条抛物线。三、广义相对论的几个结论1、物质的引力使光线发生弯曲如果飞船做匀速直线运动，船 上观察者记录下的光的径迹是一条 直线（虚线）飞船外观察者看到这束光是 直线传播的（水平向右）通常物体的引力场都太弱，通常物体的引力场都太弱，2020世纪只能观测到太阳世纪只能观测到太阳 引力场引起的光线弯曲引力场引起的光线弯曲太阳太阳由于太阳引由于太阳引 力场的作用，我力场的作用，我 们有可能观测到们有可能观测到 太阳后面的恒星太阳后面的恒星 ，最好的观测时，最好的观测时 间是发生日全食间是发生日全食 的时候的时候19191919年年5 5月月2929日，发生日全食，英国考察队分赴几内亚湾日，发生日全食，英国考察队分赴几内亚湾 和巴西进行观测，证实了爱因斯坦的预言，这是对广义相对论和巴西进行观测，证实了爱因斯坦的预言，这是对广义相对论 的最早证实的最早证实透镜效应透镜效应 星球的强引力场能使背后传来的光线汇聚，这星球的强引力场能使背后传来的光线汇聚，这 种现象叫做引力透镜效应种现象叫做引力透镜效应星体星体星体星体无无 法法 观观 测测黑黑 洞洞 宇宙中很可能存在黑洞，它宇宙中很可能存在黑洞，它 不辐射电磁波，因此无法直接不辐射电磁波，因此无法直接 观测，但是它的巨大质量和极观测，但是它的巨大质量和极 小的体积使其附近产生极强的小的体积使其附近产生极强的 引力场，引力透镜是探索黑洞引力场，引力透镜是探索黑洞 的途径之一的途径之一2 2、引力场的存在使得空间不同位置的时间、引力场的存在使得空间不同位置的时间 进程出现差别进程出现差别对于高速转动的圆盘，对于高速转动的圆盘， 除了转动轴的位置外，各点都除了转动轴的位置外，各点都 在做加速运动，越是靠近边缘在做加速运动，越是靠近边缘 ，加速度越大，方向指向盘心，加速度越大，方向指向盘心 地面上看到：地面上看到：越是靠近边缘，速度越大根据狭义相对论越是靠近边缘，速度越大根据狭义相对论 ，靠近边缘部位的时间进程较慢，靠近边缘部位的时间进程较慢圆盘上的人认为：圆盘上的人认为：盘上存在引力场，方向由盘心指向边缘，盘上存在引力场，方向由盘心指向边缘， 靠近边缘的位置引力势较低，得出：引力势较低的位置，时间进靠近边缘的位置引力势较低，得出：引力势较低的位置，时间进 程比较慢程比较慢各 类 星 体 对 比 宇宙中有一类恒星，体积很小，质量却很大，叫 做矮星，引力势比地球低的多，矮星表面的时间进程 比较慢，哪里的发光的频率比同种的原子在地球上发 光频率低，看起来偏红，这个现象叫做引力红移3、引力红移由于物质的存在，实际空间并不是均匀 的，空间发生了“弯曲”：点击 观看狭义、广义相对论比较狭义相对论广义相对论不同的惯性 参考系中一 切物理规律 都是相同的任何参考系 （包括非惯性 系）中物理规 律都是相同的真空中的光 速在不同惯 性参考系中 都是相等的一个均匀的 引力场与一个 做匀加速运动 的参考系等价更进一步等 效 原 理光 速 恒 定爱因 斯坦 相对 性原 理广 义 相 对 性 原 理对于时空观的认识物质本身的存在决 定时空的性质时空性质和物 质的运动有关狭义相对论广义相对论惯性系平权所有参考系平权时 空 观光速恒定等效原理（一）爱因斯坦的贡献 （二）方兴未艾的宇宙学 （三）有趣的相对论佯谬 （四）黑洞的研究爱因斯坦与狭义相对论的建立.组织：小组（2-3人）方案：利用图书馆、互联网资源写一篇爱因斯坦与狭义相对论 建立的科普小文章.要求：文章的时间脉络清晰，无科学性错误.课题研究课题研究题目：（一）爱因斯坦的贡献 （二）方兴未艾的宇宙学 （三）有趣的相对论佯谬 （四）黑洞的研究爱因斯坦与狭义相对论 的建立. 组织： 小组（2-3人） 方案：利用图书馆、互联网资源写一篇爱因斯 坦与狭义相对论建立的科普小文章. 要求：文章的时间脉络清晰，无科学性错误.； http:/www.198lottery.com 198彩 198彩票平台 wpe58xrz 上也绝对不能输。慕容凌娢狠狠地瞪了韩哲轩一眼。“那就等你长高了再打吧。”百蝶毫不留情的揭穿了慕容凌娢。“百蝶你是不是有 急事？”“你怎么知道？”“我”“别说又是猜得。”“好吧，我最讨厌解释了。”韩哲轩有些后悔自己话多了。“如果你没有急 事，去找夏桦的时候干嘛那么着急，不是说等我出来了再进去的吗？”“怎么，难不成”百蝶一脸坏笑，小声对韩哲轩说，“难不 成你翻到隔壁老王家了”“又不是所有的隔壁都住着老王。”“要不就是隔壁小黑家？”“不是。”“那就是正好砸到了楼下小白 ？”在明白了被出卖的其实是夏先生之后，慕容凌娢也加入了损韩哲轩的行列，他和百蝶果然都好心机“怎么可能啊，脑洞真 大。”韩哲轩无奈的叹了口气，完全是一副无法沟通的表情。似乎是因为成功黑了韩哲轩的缘故，慕容凌娢感到心情极其舒畅，兴高采 烈地来到了醉影楼。这就是古代的青楼啊，慕容凌娢由衷的感叹，比想象中的华丽多了！尽管天色还没有完全暗下来，醉影楼里已 经是灯火通明。门前还站着几个身材很正点的女子，各个是浓妆艳抹，婀娜多姿。一看就是在拉客。慕容凌娢不禁脑补出那些女子拉客 时的情景。“大爷，常来玩啊”“大爷”“小美女”“古代的青楼，都是这么有钱吗？”慕容凌娢问道。“谁告诉你这是青 楼啊！”百蝶生气的问，旁边的韩哲轩已经笑得不停了。“哈哈哈其实我也感觉这里是和青楼很像百蝶还总是狡辩”“本 来就不是青楼嘛。”百蝶无语的瞟了两人一眼，“你们两个真是的，小小年纪，思想居然这么不纯洁如果真是青楼，我怎么会让你 来呢。”“十五岁在这个年代都已经算是成年了。”“就是就是。”慕容凌娢第一次和韩哲轩站在了同一立场，“百蝶姐姐也没有多大 吧？最多二十岁吧？”“大得多得多。”“不会吧，百蝶姐姐你到底多大？”“轻易问别人年龄可不太礼貌啊。”韩哲轩此时的笑容显 得别有深意，“这种事情还是不知道的好，太毁三观了。”(古风一言)那时，谁笑逍遥引风骚 。而今，谁盼君归千里外。第017章 百 蝶是楼主“百蝶姐姐也没有多大吧？我觉得最多有二十岁。”“大得多得多。”“不会吧，百蝶姐姐你到底多大？”“轻易问别人年龄 可不太礼貌啊。”韩哲轩此时的笑容显得别有深意，“这种事情还是不知道的好，太毁三观了。”“不过你这个样子好像也很不礼貌啊 。”慕容凌娢本以为百蝶会生气，没想到她只是很坦然的站在一旁看自己斗嘴。这不科学啊！每个女生都会在意自己的年龄吧？尤其是 在被别人谈论的时候。“给你讲过故事。”韩哲轩不等慕容凌娢反应过来就已经开始说了，“从前有座山，山上有座庙，庙里住着一直