罗益民大学物理之广义相对论简介..ppt

  1. 1、本文档共30页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
狭义相对论的缺陷:?承认惯性系的特殊地位。 ?不能建立令人满意的引力理论。 爱因斯坦的思考 1、非惯性系与惯性系 平权? 2、时空与物质 有关? 突破 (对惯性和引力的思考) 广义相对论 牛顿的引力论 超越了 广义相对论简介 general theory of relativity 一、非惯性系与惯性力 在非惯性系中, 经典力学定律不再成立. 在地面观测者(惯性系S)看来 , m受力 在转盘上的观测者(相对转盘静止,非惯性系S’)看来, m受力但并没有产生加速度. 在非惯性系中定义虚拟力:惯性力 为了在非惯性系中也能利用经典力学定律建立方程 则非惯性系中的牛顿定律形式为: 注意:1、上式表面上是非惯性系的,实质上是惯性系的变形而已 当物体相对非惯性系保持静止时, 因此在非惯性系中定义虚拟力:惯性力 则非惯性系中的牛顿定律形式为: 注意:上式表面上是非惯性系的,实质上是惯性系的变形而已 2、惯性力是一个虚拟的力,没有施力的物体,也没有反作用力;它不是物体间作用力,而只是非惯性系加速度的反映. 3、引入惯性力,在非惯性系中可用惯性力来解释现象。 A B mAa0 mBa0 F弹 a0 A物体因受惯性力而向后作加速运动,而B物体因弹性力与惯性力平衡而静止。 二、等效原理 惯性质量与引力质量 在大约10-8的相对精度内,两者相等。 引力场和加速度的效应等价。 等效原理:一个均匀的引力场与一个匀加速运动的 非惯性系等效。 引力场与加速度系统等效性说明 判断:(1)可能密封舱在自由空间(无引力作用) 以a=g加速向上所致。 假设:在一个与外界隔绝的宇宙飞船中的密封舱内宇航员放开手中小球。结果:小球以g加速下落。 惯性力 自由空间 引力 地球 假想实验一 (2)可能密封舱停在地面,小球受引力所致。 引力场与加速度系统等效性说明 判断:(1)可能密封舱在自由空间(无引力作用) 匀速直线运动所致。 假设在一个与外界隔绝的宇宙飞船中的密封舱内,宇航员放开手中小球, 结果小球浮在空中不动 自由空间 惯性力 引力 地球 假想实验二 (2)可能密封舱在引力场中自由下落,小球受向下的引力和向上的惯性力,二力平衡。 结论:惯性力与引力等效或引力场与加速场等效 ? 局域等效 ? 等效并非等同 广义相对论的等效原理 equivalence principle ?局域内加速参考系与引力场的一切物理效应等效 三、广义相对论原理与时空弯曲 广义相对性原理 principle of general covariance (广义协变性原理): 一切参考系都是平权的,物理学定律在所有的参考系中都具有相同的数学形式. 非惯性系里的时空 S系,一个非惯性系。 绕转轴以半径 r 作一圆周。 所有点都静止。 S系,一个惯性系。 所有点沿切线方向运动。 小结? 广义相对论基本原理 1)等效原理 2)相对性原理 时空性质由物质及其运动所决定 根据等效原理,在S系看来 在转动的非惯性系中,圆的周长 s 2?r 非惯性系的空间是弯曲的。 系:与盘边缘 点相连的局惯系 弯曲空间的概念 平面 是二维平直空间 测地线是弧线 由测量判定空间 测地线是直线 球面 是二维弯曲空间 测地线 两点间的极值线 测地线 测量结果 内角和 圆周长 圆周率 = ? 圆周率 ? 根据等效原理 转动参考系等效为引力场 引力场强是 结论 引力场中空间弯曲 愈强弯曲愈烈 自从广义相对论出现以来,不能再把空间-时间看做舞台,把物质看做演员;两者的性质如此密切相关,人们几乎可以把它们称作同一种事物的不同名称。 ---薛定谔(奥地利.1887-1961 ) 引力作用使小球运动轨道偏转 弯曲空间使小球运动轨道偏转 1.引力使光线偏转 四、广义相对论的可观测效应 升降机 升降机 升降机 升降机 升降机 升降机 升降机 升降机 升降机 在加速运动的升降机内的观察者看到,光线相对于升降机走弯曲的路线。由等效原理可知,加速运动的参考系与引力场等效,因此,可以得出:光线在引力场中要发生偏转。 日全食时观测恒星视位置与恒星实际位置比较,可测得光线偏折角。 恒星视位置 恒星 太阳 地球 月球 预言值: 实测值: 1919年 1975年 固有时与真实距离 某处的固有时 由静止在该处的标准钟测得的时间间隔 某处真实距离 由静止在该处的标准尺测得的空间间隔 刚性微分尺 2.引力时间延缓 在无引力的地方,有一系列的完全一样的刚性微分尺,然后把它们分别放到引力场中的各个时空点,称各地的标准

文档评论(0)

586334000 + 关注
实名认证
内容提供者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档