《经典力学的巨大成就和局限性》高一物理知识点
1.从低速到高速
经典力学是从日常生活中的机械运动中总结出来的规律,日常生活中的物体运动速度都为低速运动,其速度远远小于光速,如行驶的汽车、发射的导弹、人造卫星及宇宙飞船等,因此经典力学完全适用。有些微观粒子在一定的条件下其速度可以与光速相接近,这样的速度称为高速。高速运动的物体,经典力学就不再适用了,20世纪初,著名物理学家爱因斯坦建立了狭义相对论,狭义相对论阐述了物体在以接近光速运动时所遵从的规律。
(1)物体的质量与运动速度有关
在经典力学中,物体的质量是不随运动状态改变的。按照20世纪初著名物理学家爱因斯坦建立的狭义相对论,质量要随物体运动速度的增大而增大。物体的质量与运动速度的关系是式中m0是物体静止时的质量,m是物体速度为v时的质量,c是真空中的光速。
可见,当v<(2)经典力学中速度叠加原理不再成立。
设河流中的水相对于河岸的速度为 ,船相对于水的速度为 ,则在经典力学中,船相对于岸的`速度为 (矢量和),这似乎是天经地义的。但是,这个关系式涉及两个不同的惯性参考系,而速度总是与位移(空间长度)及时间间隔的测量相联系。本节教材在“科学漫步”栏目《时间和空间是什么?》一文中提到了牛顿和爱因斯坦的两种不同的时空观。
牛顿认为:空间是独立于物体及其运动而存在的,时间也是独立于物体及其运动而存在的,这是一种经典时空观。在牛顿看来,位移和时间的测量与参考系无关,正是在这种时空的观念下,上式才成立。
爱因斯坦则认为:在研究物体的高速运动(速度接近真空中的光速)时,物体的长度即物体占有的空间,以及物理过程、化学过程,甚至还有生命过程的持续时间,都与它们的运动状态有关,空间与时间与物体及其运动有密切的关系,不能独立存在。这是一种崭新的时空观,并且还在进一步研究。相对论认为,同一过程的位移和时间的测量在不同的参考系中是不同的,因而上式不能成立,经典力学也就不再适用了.
2.从宏观到微观
经典力学是从日常生活中的机械运动中总结出来的规律,因此所观察到的物体都是宏观的。19世纪末到20世纪初,人们相继发现了电子、质子、中子等微观粒子,超出宏观的日常生活经验的领域,发现它们不仅具有粒子性,而且具有波动性,它们的运动规律不能用经典力学描述。20世纪20年代,建立了量子力学,它能够正确地描述微观粒子运动的规律性,并在现代科技中发挥了重要作用.相对论和量子力学的出现,使人们认识到经典力学的适用范围:只适用于低速运动,不适用于高速运动;只适用于宏观世界,不适用于微观世界。
3.从弱引力到强引力
万有引力定律的发现解释天体运动的规律,并预言和发现了海王星和冥王星,首次把天上的星体运动规律与地面物体的运动规律统一起来.把经典力学推上了当时科学的巅峰。
-
堂吉诃德读后感(精选25篇)
品味完一本名著后,大家一定都收获不少,这时最关键的读后感不能忘了哦。千万不能认为读后感随便应付就可以,下面是小编帮大家整理的堂吉诃德读后感,欢迎阅读与收藏。堂吉诃德读后感篇1我应该是早几年前就想拜读这本世界名著的了,但是因为一直执着于杨绛先生的译本,而...
-
路遥《平凡的世界》读后感
当细细地品读完一本名著后,相信大家的收获肯定不少,记录下来很重要哦,一起来写一篇读后感吧。想必许多人都在为如何写好读后感而烦恼吧,以下是小编帮大家整理的路遥《平凡的世界》读后感,欢迎大家分享。路遥《平凡的世界》读后感篇1天已黑,一看时间已是10点了,放下手...
-
一年级可爱的动物教学设计模板(精选9篇)
作为一名默默奉献的教育工作者,可能需要进行教学设计编写工作,教学设计一般包括教学目标、教学重难点、教学方法、教学步骤与时间分配等环节。那么问题来了,教学设计应该怎么写?下面是小编帮大家整理的一年级可爱的动物教学设计模板(精选9篇),供大家参考借鉴,希望可以...
-
一句顶一万句读后感范文
当品味完一本著作后,你有什么总结呢?需要好好地就所收获的东西写一篇读后感了。现在你是否对读后感一筹莫展呢?下面是小编为大家收集的一句顶一万句读后感范文,仅供参考,大家一起来看看吧。初读此书,觉得此书非常生涩难读,人物关系复杂,墨迹无趣。内心浮躁是很难读这样...