高中物理相对论知识点总结.doc

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高中物理选修3-4——相对论简介  知识点总结

1、惯性系：

如果牛顿运动定律在某个参考系中成立，这个参考系叫做惯性系。

相对于一个惯性系做匀速直线运动的另一个参考系也是惯性系。

相对于一个惯性系做变速运动的另一个参考系是非惯性系，在非惯性系中牛顿运动定律不成立。

2、伽利略相对性原理：

力学规律在任何惯性系中都是相同的。

3、狭义相对性原理：

一切物理定律在任何惯性系中都是相同的。

4、广义相对性原理：

物理规律在任何参考系中都是相同的。

5、经典速度变换公式：

。

（是矢量式）

6、狭义相对论的两个基本假设：

（1）狭义相对性原理，如3所述；

（2）光速不变原理：

真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的。

7、广义相对论的两条基本原理：

（1）广义相对性原理，如4所述；

（2）等效原理：

一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价。

8、由狭义相对论推出的六个重要结论（所有结论都已经完全得到证实）：

（1）“同时”是相对的。

（2）长度是相对的。

。

是相对被测物静止的参考系中测得的长度，是相对被测物以速度运动的参考系中测得的长度，且的方向与速度的方向平行。

（3）时间是相对的。

。

是相对某参考系（如地面）运动的参考系中（如飞船内）的钟所测得的时间， 是静止的参考系中（地面上）的钟所测得的时间。

（4）质量是相对的。

。

（静质量）是在相对被测物静止的参考系中所测得的质量，（动质量）是在相对被测物以速度运动的参考系中所测得的质量。

（5）相对论速度变换公式：

。

（是矢量式）

（6）相对论质能关系公式：

。

其中是物体的动质量。

9、由广义相对论得出的几个结论：

（1）物质的引力场使光线弯曲。

如远处的星光经过太阳附近时发生偏折。

（2）物质的引力场使时间变慢。

如引力红移：

同种原子在强引力场中发光的频率比在较小引力场中发光的频率低。

10、根据经典相对性原理：

在一个惯性系内进行的任何力学实验都不能判断这个惯性系是否相对于另一个惯性系做匀速直线运动。

11、狭义相对论指出：

光速C是自然界中速度的极限。

12、根据广义相对论：

一个参考系内部的任何物理过程都不能告诉我们，该参考系是在做加速运动，还是停留在一个引力场中。

13、经典的物理学认为空间和时间是脱离物质而存在的，是绝对的（与物体的运动状态无关），空间与时间之间也是没有联系的。

14、相对论认为空间和时间是相对的，即与物质的运动状态有关。

时间和空间不能离开物质而存在。

15、相对论没有全盘否定经典物理学。

相对论更具有普遍性，经典物理学则是相对论在低速运动时的特例。

16、高速运动的物体的动能不能用公式，而要用公式计算，式中是物体的动质量，是物体的静质量。

因为具有相对性，所以物体的动能也具有相对性。

17、回旋加速器中被加速的粒子，在速度增大后质量增大，因此做圆周运动的周期变大，将造成它的运动与D型盒上的交变电压不再同步，回旋加速器粒子的能量因此受到了限制。