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* 近代物理 前言 19世纪下半期，经典物理学发展到了顶峰，完成了三大 理论体系： 机械运动——牛顿运动定律 电磁运动——麦克斯韦电磁场理论 热运动——热力学与经典统计理论 开尔文（英）在一篇瞻望二十世纪物理学前景的文章中 宣称：物理学的大厦已建成，后辈的物理学者只要作些粉刷 修补的工作就可以了。 但是，人类对世界的认识是无止境的。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 19世纪末20世纪初，物理学三个重大发现： x 射线 电子 放射性 从此，人们对物质世界的认识进入了微观领域。 在微观领域中，实验事实和经典理论发生尖锐的矛盾，经典理论在取得巨大成绩的面前遇到了不可逾越的障碍：黑体辐射、迈克尔逊—莫雷实验等。 为解决这些困难，一批年轻物理学家：爱因斯坦、普朗克、波尔、德布洛意等等，敢于冲破经典理论的束缚，提出一套全新的理论，导致了近代物理的诞生。 1900年， 普朗克 提出——量子论 1905年，爱因斯坦提出——狭义相对论、广义相对论 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 相对论和量子论是近代物理的二大理论支柱，在此理论的基础上，人们逐步抛弃改变旧的观点。近代物理的迅速发展不仅在理论上获得极大成功，而且导致科学技术方面的重大革命： 原子弹、氢弹的爆炸，核能的利用； 半导体器件、大规模集成电路、计算机日新月异的发展； 激光、光纤通讯…… 当物体的 v ~ c 时，我们对运动规律的推断远远超出平常经验的范围。我们对高速运动的物体无经验可谈，这是学习相对论的困难的根源，希望大家有思想准备。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 第 15 章 狭义相对论力学基础 §15.1 相对论的起因 科学史上重大变革的基本标志——新的时空观的建立 中世纪：亚里士多德——地心说 18世纪： 哥白尼 ——日心说 伽利略、牛顿认为宇宙没有中心，空间任何一点都是平等的，空间、时间是绝对的。 经典力学建立在绝对的时空观的基础上： 绝对时间 绝对空间 绝对的、数学的、与物质的存在和运动无关 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 一. 牛顿定律的局限性 任何物理定律都有一定的适用范围 宏观、低速物体运动 在惯性系中成立 牛顿定律的适用范围 1. 什么是 “惯性系” ？ “牛顿定律成立的参照系称为惯性系” “凡是相对惯性系做匀速直线运动的参照系都是惯性系” “惯性系”在哪里？ 地、日、星、都不是惯性系，整个银河系都在运动 牛顿深知自己理论的缺陷，他假设自然界中有一种不动的物质：“以太” 可作为绝对静止的参照系。许多人去测量物体相对“以太” 的速度（绝对速度），但实验否定了“以太”的存在。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 2. 不同的惯性系是等价的吗 ？ 在不同的惯性系中，物理定律形式相同吗？ 研究物体的位置随 t 变化，离不开长度和时间的测量， 请问： 在不同惯性系中测量 同一物体的长度 Dl 同一物理过程经历的时间 Dt 相同吗？ 物理学对上述问题的回答，经历了从牛顿力学到相对论的发展 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 二. 经典力学的基本理论 1. 经典力学的时空观（绝对时空观） 时间、空间可以脱离物质运动而存在 时间、空间没有任何联系 时间、空间与参