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高中历史知识点:爱因斯坦提出狭义相对论

核心导读:爱因斯坦成长历程: 儿时寡言善思, 12 岁时自学几何,后又自学高等数学。因善思好问,中学未毕业就被赶出校门,但坚持自学,后进人瑞七苏黎世联邦工业大学师范系主修数学、物理,大学的学习为他后来从事物理学研究打下了坚实基

爱因斯坦成长历程:


儿时寡言善思,12岁时自学几何,后又自学高等数学。因善思好问,中学未毕业就被赶出校门,但坚持自学,后进人瑞七苏黎世联邦工业大学师范系主修数学、物理,大学的学习为他后来从事物理学研究打下了坚实基础。


相依相对论的提出:

19世纪末,由于电磁学方面的新发现、新实验同经典物理学理论发生了矛盾,物理学出现了危机。当时老一辈物理学家都企图用修补漏洞的方法来维护经典理论的框架。20世纪初科学界中一个默默无闻的小人物爱因斯坦发表《论物体的电动力学》,创立了狭义相对论。
其要点是:第一,否定了牛顿的绝对空间和绝对时间观念,指出时间、空间与物质运动不是各自孤立存在的,时间和空间是随着物质的运动而变化的,物质的质量也是随运动速度的变化而变化的。这样,该理论就揭示了空间、时间、物质、运动之间的本质上统一性,把牛顿的力学理论作为一种特殊情况(当运动速度远比光速低的时候)概括在内,从而建立了一个既适用于宏观、低速度,又适用于微观、高速的运动理论。
第二,根据狭义相对论的原理,认为质量和能量之间有密切的关系,并推导出著名的质能关系式E=mc2,即物体的能量等于其质量与光速(每秒钟30万千米)平方的乘积。这一质能转化原理揭示了原子内部所蕴藏的巨大能量的秘密,为原子能的利用奠定了理论基础。


狭义相对论阐释:

爱因斯坦1905年提出的相对论,后来称作狭义相对论,以光速永不改变、相对性原则来推论,得到“时间”会因速度快慢而改变的结论。
相对论的例子:一卷录音带,如果在地面上播放需要一个小时;在快速飞行的宇宙飞船里播放,宇宙飞船里的人测定也是一个小时,但是由地面上的人员,来测定在宇宙飞船中播放的时间呢?根据牛顿的理论,因为时间是绝对的,所以也是一小时;但是爱因斯坦的理论则认为应该是一个多小时,因为时间是相对的,在不同速度下测量时间,长度是不一样的。



狭义相对论的意义:

否定了牛顿力学的时空观念,揭露了物质和能量的相当性,为原子能的利用奠定了理论基础,是近代
物理学领域的一次伟大革命。

理解爱因斯坦的相对论与牛顿力学体系:

(1)牛顿力学体系概括了物体机械运动的基本定律。但有一个不容忽视的前提;物体在低速运动的情况下,这一定律才适用。


(2)爱因斯坦的相对论指出时间和空间的辩证关系,即时间和空间不是绝对不变的,而是随着物质的运动而变化,物质质量随运动速度的变化而变化.,并提出质能转化原理,奠定了利用原子能的理论基础,加深了人们对物质和运动的认识,在哲学和科学上都具有重大意义。


(3)爱因斯坦的相对论,从本质上修正了由狭隘经验建立起来的时空观,更深刻地揭示了时间和空间的本质属性;同时也发展了牛顿力学,牛顿力学是相对论力学在低速状态下的一个特例。但牛顿力学并没有失去光辉,高中数学,牛顿提出的关于运动的三个定律,仍是整个力学的基础,牛顿所创造的概念,至今仍然指导着我们的物理学思想。




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