6.经典力学的局限性1.ppt

二、从宏观到微观 电子、质子、中子等微观粒子不仅具有粒子性，同时还具有波动性。他们的运动在很多情况下不能用经典力学来解释，而用量子力学来解释。说明经典力学只适用于宏观世界，而不适用于微观世界。 * 第六章 万有引力与航天 一、经典力学受速度限制 牛顿力学的绝对时空观: 伽利略和牛顿的绝对时空观认为,同一物体运动的时间和长度(位移)在不同的参考系中,测量结果是相同的. 牛顿的局限 　　1)绝对时空观 　　认为时间与空间无关，时空与运动无关，是绝对的物理量。 　　2)当一些问题牛顿解释不了时，它就只好用上帝的万能来解释，为此牛顿花费了后半生的心血，这正是牛顿的悲剧。 1905年，爱因斯坦（1879─1955）发表了狭义相对论: 在宇宙中唯一不变的是光在真空中的速度，其它任何事物─速度、长度、质量和经过的时间，都随观察者的参考系（特定观察）而变化。 1、从低速到高速（阅读） 行驶的汽车，发射的导弹、人造卫星及宇宙飞船 （1）何为低速？何为高速？ 有些微观粒子在一定条件下其速度可以与光速相接近，这样的速度称为高速． （2）速度有无极限?能否超过光速？ 质速关系是：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 物体运动时的质量与静止质量的关系 (2)地球以v＝30km／s的速度绕太阳公转时，它的质量增大十分微小，可以忽略不计． (1)v＝0．8c时 相对时间 　　狭义相对论认为时间不是绝对的即不是固定不变的。爱因斯坦指出，随着物体（观察者所见到的）线性运动速度的加快，时间会变慢。使用同步原子钟已证实了这个结论的正确性，将一个钟表留在地面上，而携带另一个以很快速度移动（如在喷气式飞机上），随后进行比较，静止的钟表总比另一个稍微快一点。 相对长度 　　爱尔兰物理学家乔治·佛兹杰拉德（1851──1901）提出，物质会在运动的方向上收缩（缩小），这意味着根据一个静止观察者的观点，一枚以接近光线运行的火箭所表现出的长度会比它静止时更短，尽管乘坐火箭的人看来并没有什么两样。爱因斯坦指出，任何物体以光速运动时，其长度将会缩短为零。 经典力学只适用于低速运动的物体，而不适用于高速运动的物体，只适用于宏观世界，不适用于微观世界。 三、从弱引力到强引力 万有引力属于弱引力 爱因斯坦引力理论表明，当天体半径减小到一定程度时(太阳的引力半径为3 km，地球的引力半径为1 m)，天体间的引力就趋于无穷大 只要天体的实际半径远大于它们的引力半径，那么爱因斯坦和牛顿的理论计算出的力的差异并不很大．但当天体的实际半径接近引力半径时，这种差异将急剧增大．这就是说，在强引力的情况下，牛顿的万有引力理论将不再适用． 经典力学只适用于弱引力 6.以牛顿运动定律为基础的经典力学的适用范围是什么? 经典力学只适用于解决低速运动问题，不能用来处理高速运动问题，经典力学只适用于宏观物体，一般不适用于微观粒子：经典力学只适用于解决弱引力问题，不能用来处理强引力问题． 改变 增大 增大 无关 不同 粒子性 波动性 量子力学 低速 高速 宏观 微观 强引力 C B D BC CD D B AC C