第六節(jié)經(jīng)典力學(xué)的局限性

6經(jīng)典力學(xué)的局限性

17世紀(jì)牛頓力學(xué)構(gòu)成了體系?？梢哉f(shuō)，這是物理學(xué)第一次偉大的綜合。牛頓建立了兩個(gè)定律:一個(gè)是運(yùn)動(dòng)定律,一個(gè)是萬(wàn)有引力定律，并發(fā)展了變量數(shù)學(xué)微積分，具有解決實(shí)際問(wèn)題的能力。他開(kāi)拓了天體力學(xué)，海王星和冥王星的發(fā)現(xiàn)就充分顯示了這一點(diǎn).慣性系非慣性系一、經(jīng)典力學(xué)受參考系限制在慣性系中，牛頓定律成立;在非慣性系中，牛頓定律不成立.二、經(jīng)典力學(xué)受速度限制牛頓力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀:伽利略和牛頓的絕對(duì)時(shí)空觀認(rèn)為,同一物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和長(zhǎng)度(位移)在不同的參考系中,測(cè)量結(jié)果是相同的.牛頓的局限

1)絕對(duì)時(shí)空觀認(rèn)為時(shí)間與空間無(wú)關(guān)，時(shí)空與運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，是絕對(duì)的物理量。2)當(dāng)一些問(wèn)題牛頓解釋不了時(shí)，它就只好用上帝的萬(wàn)能來(lái)解釋?zhuān)瑸榇伺ｎD花費(fèi)了后半生的心血，這正是牛頓的悲劇。1905年，愛(ài)因斯坦（1879─1955）發(fā)表了狹義相對(duì)論:在宇宙中唯一不變的是光在真空中的速度，其它任何事物─速度、長(zhǎng)度、質(zhì)量和經(jīng)過(guò)的時(shí)間，都隨觀察者的參考系（特定觀察）而變化。三、狹義相對(duì)論的基本原理Einstein現(xiàn)代時(shí)空的創(chuàng)始人1、相對(duì)性原理

這意味著絕對(duì)時(shí)間、絕對(duì)空間等都是錯(cuò)誤的。

不論用什么方法都找不到絕對(duì)參照系,即根本不存在絕對(duì)參照系,一切慣性系都是平權(quán)的。同時(shí)的相對(duì)性1.同時(shí)的相對(duì)性2.

一切彼此作勻速直線運(yùn)動(dòng)的慣性系,對(duì)于描述物理規(guī)律都是等價(jià)的?；蛟谒袘T性系中,物理規(guī)律都具有相同的形式。愛(ài)因斯坦火車(chē):ABK’系中點(diǎn)ABK’系中點(diǎn)先到B點(diǎn)再到A點(diǎn)同時(shí)到達(dá)A、B火車(chē)上的觀測(cè)者說(shuō):光源在AB的中點(diǎn),應(yīng)同時(shí)到達(dá)A、B兩點(diǎn).地面上的人看見(jiàn)先到達(dá)B點(diǎn)，后到A點(diǎn)。K系DCK系DC（1）相對(duì)時(shí)間

狹義相對(duì)論認(rèn)為時(shí)間不是絕對(duì)的（即固定不變的）。愛(ài)因斯坦指出，隨著物體（觀察者所見(jiàn)到的）運(yùn)動(dòng)速度的加快，時(shí)間會(huì)變慢。使用同步原子鐘已證實(shí)了這個(gè)結(jié)論的正確性，將一個(gè)鐘表留在地面上，而攜帶另一個(gè)以很快速度移動(dòng)（如在噴氣式飛機(jī)上），隨后進(jìn)行比較，靜止的鐘表總比另一個(gè)稍微快一點(diǎn)。時(shí)鐘變慢（1）相對(duì)時(shí)間（2）相對(duì)長(zhǎng)度

愛(ài)爾蘭物理學(xué)家佛茲杰拉德(1851─1901)提出，物質(zhì)會(huì)在運(yùn)動(dòng)的方向上收縮（縮?。@意味著根據(jù)一個(gè)靜止觀察者的觀點(diǎn)，一枚以接近光線運(yùn)行的火箭所表現(xiàn)出的長(zhǎng)度會(huì)比它靜止時(shí)更短，盡管乘坐火箭的人看來(lái)并沒(méi)有什么兩樣。愛(ài)因斯坦指出，任何物體以光速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其長(zhǎng)度將會(huì)縮短為零。長(zhǎng)度收縮1長(zhǎng)度收縮2（2）相對(duì)長(zhǎng)度

（3）相對(duì)質(zhì)量物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量與靜止質(zhì)量的關(guān)系2、光速不變?cè)韺?duì)任何慣性系,在真空中沿任意方向傳播的光速都相同,且與光源的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)。即誰(shuí)測(cè)真空中的光速都是c

,與慣性系的選擇及光源無(wú)關(guān)。例：宇宙飛船以20萬(wàn)km/s的速度飛行,人在飛船上向前發(fā)一束光,光在飛船中以光速c傳播,地球上的人測(cè)得光速多大？萬(wàn)Km/s按運(yùn)動(dòng)合成得:實(shí)際測(cè)得:萬(wàn)Km/s1)愛(ài)因斯坦理論是牛頓理論的發(fā)展注意一切物理規(guī)律力學(xué)規(guī)律2)光速不變?cè)磉m用的條件:A）慣性系；B）真空中(介質(zhì)中的光速C=C/n)“照牌亮我等的道隊(duì)路,并不撤斷給頸我新刑的勇障氣去歡愉快拖地正槽視生檢活理痰想的封是善拖、是喊美、宋是真飾”。他剖彩析自杏己的?？茖W(xué)獻(xiàn)感受幟時(shí)說(shuō)奧：Ei遺ns令te抗in對(duì)相其對(duì)論裹的解閉釋:當(dāng)你漢和一上個(gè)漂扶亮姑鍛娘在劃一起庫(kù)坐一簽小時(shí),你感繼覺(jué)只甘坐了責(zé)一分鞠鐘,當(dāng)你讓坐在究火爐定旁一黃分鐘,就好僵象坐滔了一略小時(shí),這就攤是相房誠(chéng)對(duì)論巡壽?！盎铱茖W(xué)個(gè)的頭療腦就終是去迷懷疑,去證醒實(shí),去發(fā)品現(xiàn)的滴精神!鍵”AlbertEinstein世紀(jì)偉人相對(duì)除論好把象是謀：“光跳彩奪眠目的薦火箭情，它少在黑鞭暗的傻夜空牛，突主然劃自出一奴道道濾十分挑強(qiáng)烈柴的光蹤蝶輝，遷照亮仍了廣噴闊的目未知階領(lǐng)域蒙?！薄虏夹Я_意課堂促小結(jié)一、魄經(jīng)典裹力學(xué)睬規(guī)律段只能純用于委：宏觀秘物體羨、低懲速運(yùn)穿動(dòng)、抽慣性瓜系。慣性算參考杠系：凡是現(xiàn)牛頓半定律文成立飄的參辮考系床，稱蹤蝶為慣箱性參淹考系賤，簡(jiǎn)遼稱慣湯性系裝。①所欄有相嗽對(duì)于幟慣性掉系作貸勻速胞直線廢運(yùn)動(dòng)并的參混考系重都是胃慣性衫系。②所涌有相屯對(duì)于穿慣性暢系作科變速網(wǎng)運(yùn)動(dòng)衫的參鞭考系很都是搏非慣停性系炎。二、母相對(duì)漿論的算基本引原理1、相帶對(duì)性滅原理（1）相薪對(duì)時(shí)俱間（2）相敏對(duì)長(zhǎng)蓮度（3）相竹對(duì)質(zhì)濤量2、光糾速不特變?cè)B理【例題】牛頓冒定律都能適憑用于存下列衛(wèi)哪些捧情況岡？A、研衛(wèi)究原司子中您電子海的運(yùn)夕動(dòng)B、研查究“誘神州繭”五充號(hào)的碗高速爪發(fā)射C、研浸究地自球繞逮太陽(yáng)賠的運(yùn)覺(jué)動(dòng)D、研辛究飛懶機(jī)從卸深圳泛飛往敲北京批的航亂線【答案】BC驚D【提示】經(jīng)典槳力學(xué)讓只適督用于侮處理宏觀物體小的低速康運(yùn)動(dòng)。經(jīng)典蔑力學(xué)甲的局每限性瞬間淹一別尿路漫衣漫，久但覺(jué)稅未過(guò)滑光速到關(guān)。非鐘尺晉合須稠靜里屢用，波云山渣偏向但動(dòng)中狐看。時(shí)空萬(wàn)相對(duì)匪非虛獵語(yǔ)，娘質(zhì)能腎并增庫(kù)豈等釣閑。柄權(quán)將宗電波宮傳信坊息，大只緣貍相見(jiàn)止難上六難?？缂锵嗥诹倚请H分游，惡一別勉瞬息筍見(jiàn)三善秋。動(dòng)境塌鐘尺胃多疑該難，患因果拔規(guī)律端乃存檔留。雖質(zhì)能紋守恒違驚人激數(shù)，世時(shí)空柳相對(duì)徹盡眼何收。確權(quán)將糧光波模通信繭息，瘡歸來(lái)蘆尚須演苦作何舟。愛(ài)因站斯坦交給后層人的壯信一天桑，愛(ài)床因斯毀坦正缸在撰于寫(xiě)光督電效惠應(yīng)定返律的碧論文電，美搭國(guó)總擁統(tǒng)羅愚斯福幼打來(lái)鴨電話密，讓蔥他給50洞00年后證的人丈們寫(xiě)峽一封健信。反愛(ài)因狐斯坦鍵笑了佳，說(shuō)丙：“貴總統(tǒng)震，您藥真會(huì)膚開(kāi)玩住笑，虎要我菊寫(xiě)些奔什么結(jié)呢？活”羅斯夠福非閉常鄭小重地歐說(shuō)：弱“把鏡我們鴉這個(gè)誕時(shí)代顛人們瓶的思球想和頁(yè)科學(xué)昨的發(fā)勻展，銳告訴50觸00年后顯的人雹們，膀讓他會(huì)們對(duì)道我們禮有所聞了解宅?！背斑@揉樣的盛信，插即使委寫(xiě)了摧也沒(méi)轟法寄蜻啊！忌”愛(ài)肅因斯曉坦說(shuō)郵，“搖沒(méi)有頁(yè)這樣載的郵移差。查”“這饑個(gè)，被我考錢(qián)慮過(guò)宮?！饼X羅斯耗福成廢竹在絹胸，弦“有捕的。斧我們揪給他降們做干一個(gè)茂安全墾固定咳的信伏箱，50芳00年后嫌，他年們到肌那里妄去取切就是維了……符”愛(ài)因洞斯坦?jié)拆堄袠优d趣拉地點(diǎn)泥點(diǎn)頭乘說(shuō)：紅“還誦是總?cè)〗y(tǒng)有歪辦法伍?！绷_斯妄福19茂33年任反美國(guó)川第32屆總礎(chǔ)統(tǒng)，今業(yè)績(jī)窯輝煌悠。他運(yùn)所以希叫愛(ài)鏡因斯祖坦給50毯00年后斥的人侍們寫(xiě)鳥(niǎo)信，蝦要的地是名荒人效旋應(yīng)。肝愛(ài)因棄斯坦幻玉是偉它大的皇科學(xué)如家，促在物法理學(xué)班的許飄多方朗面做東出了緞卓越掘的貢棵獻(xiàn)，姓特別罩是相辛對(duì)論菠，揭哪示了落空間—時(shí)間取的辯尚證關(guān)父系，負(fù)無(wú)論拜在科層學(xué)上暫還是些在哲喪學(xué)上斃，都男具有超重要揀的歷仁史意活義。19加38年8月10日，倍愛(ài)因瘋斯坦朽寫(xiě)了《致后廊人書(shū)》—師—“我喂們的盒時(shí)代等富于監(jiān)創(chuàng)造榆思想歉。我譜們的債發(fā)現(xiàn)雷本應(yīng)龜該可賞以大倉(cāng)大地柴使我慰們的吼生活漠輕松伴愉快艦。我駱們利恐用電含能橫質(zhì)渡大鏟洋。濁我們方使用著電能姻來(lái)減胡輕人協(xié)類(lèi)的殃繁重羞的體獲力勞臨動(dòng)。領(lǐng)我們絕學(xué)會(huì)揚(yáng)了飛純行。梯我們柴利用筍電波持很容學(xué)易地局把消毀息發(fā)羞到全填球各薦地去延。”“但耗是，任雖然傭有著瞎這一屆切，到我們汗的商店品的壟生產(chǎn)腐和分蹈配是障完全溉無(wú)組扒織的兆，人愉們必馳須生詢活在狂憂慮之中，素?fù)?dān)心性被人賄從經(jīng)銅濟(jì)生軍活中鍬拋出次，失泰去一柄切。蠅除此宴之外閱，生滋活在嬸不同援國(guó)家君中的邊人們衫每隔友一個(gè)廈長(zhǎng)短籮不等貍的時(shí)鎖間就鑰要進(jìn)郵行互化相殺們戮，普因此用，每破一個(gè)術(shù)想到傷未來(lái)品的人猛必然勢(shì)都生則活在娃經(jīng)常說(shuō)的憂替慮中貸?！薄拔叶嘈懦?，我抗們的慎后人絞將懷次著一番種理鵝所當(dāng)男然的蠢優(yōu)越捏感讀貓上面合這幾研行文月字吧帥?！睈?ài)因殊斯坦筋的這通封給饑后人螺的信扔是用倍特制躬的墨券水和研紙寫(xiě)渡成的旬。與繭其它凳的文帆件一啟起裝孤進(jìn)一焦個(gè)特貝制的頓鋼體漠里，慣埋入葡紐約熟當(dāng)時(shí)緊準(zhǔn)備止動(dòng)工惠興建利的國(guó)憲際博釋覽會(huì)單建筑籠地基律下面15米的就花崗唱巖洞燦內(nèi)，茅地面羞立有您一碑皇柱，婚要人針們?cè)?0給00年后撥，即萬(wàn)公元69驕38年取檔出鋼旱體內(nèi)