廣義相對(duì)論簡(jiǎn)介 課件

第四節(jié)廣義相對(duì)論簡(jiǎn)介學(xué)習(xí)目標(biāo)1．了解廣義相對(duì)論的基本原理．2．初步了解廣義相對(duì)論的幾個(gè)主要觀點(diǎn)以及主要觀測(cè)證據(jù)．第十五章相對(duì)論簡(jiǎn)介廣義相對(duì)論簡(jiǎn)介1．廣義相對(duì)性原理在任何參考系中，物理規(guī)律都是________的．2．等效原理一個(gè)_____的引力場(chǎng)與一個(gè)_____________的參考系等價(jià)．3．廣義相對(duì)論的幾個(gè)結(jié)論(1)物質(zhì)的______使光線彎曲．(2)引力場(chǎng)的存在使空間不同位置的_________出現(xiàn)差別，引力場(chǎng)越強(qiáng)，時(shí)間越_____．相同均勻做勻加速運(yùn)動(dòng)引力時(shí)間進(jìn)程慢[想一想]

2.愛因斯坦提出狹義相對(duì)論后，為什么還要提出廣義相對(duì)論？提示：愛因斯坦提出狹義相對(duì)論后，遇到了狹義相對(duì)論無法解決的兩個(gè)問題：萬(wàn)有引力理論無法納入狹義相對(duì)論的框架；慣性參考系在狹義相對(duì)論中具有特殊的地位.為了解決這兩個(gè)問題，愛因斯坦又向前邁進(jìn)了一大步，提出了廣義相對(duì)論.1．光線在引力場(chǎng)中彎曲：根據(jù)廣義相對(duì)論，物質(zhì)的引力會(huì)使光線彎曲，引力場(chǎng)越強(qiáng)，彎曲越厲害．通常物體的引力場(chǎng)都太弱，但太陽(yáng)引力場(chǎng)卻能引起光線比較明顯的彎曲．2．引力紅移：按照廣義相對(duì)論，引力場(chǎng)的存在使得空間不同位置的時(shí)間進(jìn)程出現(xiàn)差別．例如，在強(qiáng)引力的星球附近，時(shí)間進(jìn)程會(huì)變慢，因此光振動(dòng)會(huì)變慢，相應(yīng)的光的波長(zhǎng)變長(zhǎng)、頻率變小，光譜線會(huì)發(fā)生向紅光一端移動(dòng)的現(xiàn)象．光譜線的這種移動(dòng)是在引力作用下發(fā)生的，所以叫“引力紅移”．廣義相對(duì)論的幾個(gè)結(jié)論下列說法中正確的是(

)A．物體的引力使光線彎曲B．光線彎曲的原因是介質(zhì)不均勻而非引力作用C．在強(qiáng)引力的星球附近，時(shí)間進(jìn)程會(huì)變慢D．廣義相對(duì)論可以解釋引力紅移現(xiàn)象[解析]根據(jù)廣義相對(duì)論知，光線彎曲是引力的作用，故A正確B錯(cuò)誤；強(qiáng)引力使時(shí)間進(jìn)程變慢，光振動(dòng)的周期變大，頻率變小，波長(zhǎng)變長(zhǎng)，光譜線出現(xiàn)紅移現(xiàn)象，故C、D正確．ACD易錯(cuò)辨析——光線在引力場(chǎng)中的彎曲[范例]在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候，通過儀器可以觀察到太陽(yáng)后面的恒星，這說明恒星發(fā)出的光(

)A．經(jīng)過太陽(yáng)時(shí)發(fā)生了衍射B．可以穿透太陽(yáng)及其他障礙物C．在太陽(yáng)引力場(chǎng)作用下發(fā)生了彎曲D．經(jīng)過太陽(yáng)外的大氣層時(shí)發(fā)生了折射C[錯(cuò)因分析]

太陽(yáng)后面的恒星發(fā)出的光能夠在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候接收到，很容易把這種現(xiàn)象錯(cuò)誤地理解成光線經(jīng)太陽(yáng)大氣發(fā)生了光的折射而錯(cuò)選D；或者錯(cuò)誤地認(rèn)為光發(fā)生了衍射或穿透了太陽(yáng)這一障礙物而錯(cuò)選A和B.[解析]根據(jù)愛因斯坦的廣義相對(duì)論可知，光線在太陽(yáng)引力場(chǎng)作用下發(fā)生了彎曲，所以可以在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候(如日全食時(shí))通過儀器觀察到太陽(yáng)后面的恒星，故C正確，A、B、D均錯(cuò)．[真知灼見]

物質(zhì)的引力使光線發(fā)生彎曲，通常物質(zhì)的引力場(chǎng)太弱，光線彎曲不易觀測(cè)，太陽(yáng)的引力場(chǎng)卻能