2019-2020年高三物理 第二十三章 相對論簡介 一、狹對相對論的基本假說(備課資料).doc
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●備課資料 2019-2020年高三物理 第二十三章 相對論簡介 一、狹對相對論的基本假說(備課資料) 1895年，愛因斯坦16歲，提出了如下一個理想實驗：若牛頓力學正確.則存在以光速勻速運動的慣性系.使此慣性系運動方向與光波一致，假如一個人在此慣性系上觀察光波，將會看到什么？顯然，若伽利略變換正確，在以光速運動的慣性系中，觀察者將看到，由于自己和波峰波谷一起運動，電磁場強度在空間各點雖有不同，但在任一給定點上是不隨時間變化的，就像用瞬間拍照而凍結的海浪圖樣！ 面對這樣的理想實驗結果，愛因斯坦敏銳地認識到“不會有這樣的事情”. 他分析到：（1）麥克斯韋方程不容懷疑，赫茲已在7年前實驗證實了電磁波的存在；麥克斯韋方程是波動方程，滿足方程的可能解應是時空中的波.“凍結的海浪圖樣”不是麥克斯韋方程的可能解.（2）相對性原理不容懷疑，相對性原理是自然界普遍存在的事實，對電動力學同樣成立，慣性系中的觀察者看到的一切物質的運動規(guī)律應該與一個相對于地球靜止的觀察者看到的相同. 理想實驗的結果意味著在以光速運動的慣性系中，麥克斯韋方程不再是波動方程，相對性原理對電動力學不成立. 那么，問題出在哪兒呢？通過對理想實驗條件的逐一分析，愛因斯坦認為觀察者以光速運動的假設是沒有事實依據(jù)的.從而推論觀察者不能以光速運動，而且無論通過任何形式的慣性系速度變換，也不能達到或超過光速.光速不僅是電磁波傳播的速率，而且是一切物理作用傳播速度的上限，盡管極限速率c的推論與牛頓定律或伽利略變換相沖突.理想實驗導致了愛因斯坦相對論思想的萌芽，從理想實驗發(fā)現(xiàn)問題到最后問題的解決——狹義相對論誕生，愛因斯坦用了整整10年時間. (摘自《物理教師》xx6作者羅黎)
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