一、经典力学的成就与局限性
1、经典力学理论只适用于低速运动物体和宏观物体。对于微观领域或高速(接近光速)运动物体则不成立 。
二、经典时空观与相对论时空观
1、惯性系:凡是牛顿运动定律成立的参考系,称为惯性系。(相对于惯性系静止或匀速运动的参考系都是惯性系)
2、不管在哪个惯性系中,真空中的光速都相同 。
3、相对论时空观 : (1)“同时”的相对性
例:一节火车车厢中间顶部挂一盏灯,前后门都有自动装置,使车门一接到光信号便自动打开。车厢中部站着观察者小明,站台上车厢中部位置站着观察者小芳。 当火车匀速前进,火车中部经过小芳处时电灯一亮,在车厢里的小明看来,前后 门同时打开 。然而,由于前门、后门跟随火车一起前进,站台上的小芳将看到后门先打开 ,因为光传到前门的距离大于传到后门的距离
(2)运动的时钟变慢
霍金在《时间简史》中说过,一个人以很高的速度做星际旅行,回到地球后没什么可高 兴的,因为他在地球上的好友已死了几千年了。
(3)运动的尺子缩短
(4)物体质量随速度的增加而增大
三、量子化现象
1、黑体 如果一个物体能够吸收照射到它上面的全部辐射而无反射,这一个物体就称为黑体。黑体辐射指的是黑体发出的电磁辐射。
2、能量子 物质发射(或吸收)能量时,能量不是连续的,而是一份一份地进行的,每一份就是一个最小的能量单位,称“能量子”。每一份“能量子”与它辐射(或吸收)的频率成正比。 ε=hv
3、光子说 光在传播过程中,能量也是一份一份传播的,每一份叫一个“光子”,每个光子的能量是hv。(v是光的频率,h=6.63×10-34J J.s)。
4、光在传播过程中,即表现为粒子性,也表现为波动性,简称“波粒二象性”。
【总结】 经典力学和相对论及量子力学的关系: 1.经典力学适用于宏观、低速、弱引力的情况;而微观粒子的运动可用量子力学解释,高速运动和强引力的问题可由相对论解决。 2. 相对论和量子力学没有否定经典力学,经典力学是相对论及量子力学在一定条件下的近似 。
【习题】 1、20世纪以来,人们发现了一些新的事实,而经典力学却无法解释.经典力学只适用于解决物体的低速运动问题,不能用来处理高速运动问题,只适用于宏观物体,一般不适用于微观粒子.则以下说法错误的是( ) A. 随着认识的发展,经典力学已成了过时的理论 B. 人们对客观事物的具体认识在广度上是有局限性的 C. 不同领域的事物各有其本质与规律 D. 人们应当不断扩展认识,在更广阔的领域内掌握不同事物的本质与规律
答:A
2、(多选)牛顿定律能适用于下列哪些情况( ) A .研究原子中电子的运动 B.研究“嫦娥一号”飞船的高速发射 C.研究地球绕太阳的运动 D.研究飞机从北京飞往纽约的航线
答:BCD
3、经典力学适用于( ) A、宏观高速问题 B、微观低速问题 C、宏观低速问题 D、微观高速问题
答:C
4、下列说法正确的是( ) A、牛顿定律就是经典力学 B、经典力学的基础是牛顿运动定律 C、牛顿运动定律可以解决自然界中所有的问题 D、经典力学可以解决自然界中所有的问题
答:B
5、(双选)下列说法正确的是( ) A、以牛顿运动定律为基础的经典力学因其局限性而没有存在的价值 B、物理学的发展,使人们认识到经典力学有它的适用范围 C、相对论和量子力学的出现,是对经典力学的全盘否定 D、经典力学对处理低速运动的宏观物体具有相当高的实用价值
答:BD