6.經(jīng)典力學(xué)的局限性1

,第六章萬有引力與航天,第7節(jié)、經(jīng)典力學(xué)的局限性,一、經(jīng)典力學(xué)受速度限制,牛頓力學(xué)的絕對時空觀:伽利略和牛頓的絕對時空觀認(rèn)為,同一物體運(yùn)動的時間和長度(位移)在不同的參考系中,測量結(jié)果是相同的.,牛頓的局限1)絕對時空觀認(rèn)為時間與空間無關(guān)，時空與運(yùn)動無關(guān)，是絕對的物理量。2)當(dāng)一些問題牛頓解釋不了時，它就只好用上帝的萬能來解釋，為此牛頓花費(fèi)了后半生的心血，這正是牛頓的悲劇。,1905年，愛因斯坦（18791955）發(fā)表了狹義相對論: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、長度、質(zhì)量和經(jīng)過的時間，都隨觀察者的參考系（特定觀察）而變化。,1、從低速到高速（閱讀）,行駛的汽車，發(fā)射的導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星及宇宙飛船,（1）何為低速？何為高速？,有些微觀粒子在一定條件下其速度可以與光速相接近，這樣的速度稱為高速,（2）速度有無極限?能否超過光速？,質(zhì)速關(guān)系是：在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量是不變的，但愛因斯坦的狹義相對論指出，物體的質(zhì)量隨速度的增大而增大,物體運(yùn)動時的質(zhì)量與靜止質(zhì)量的關(guān)系,(2)地球以v30kms的速度繞太陽公轉(zhuǎn)時，它的質(zhì)量增大十分微小，可以忽略不計,(1)v08c時,相對時間狹義相對論認(rèn)為時間不是絕對的即不是固定不變的。愛因斯坦指出，隨著物體（觀察者所見到的）線性運(yùn)動速度的加快，時間會變慢。使用同步原子鐘已證實(shí)了這個結(jié)論的正確性，將一個鐘表留在地面上，而攜帶另一個以很快速度移動（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稍微快一點(diǎn)。,相對長度愛爾蘭物理學(xué)家喬治佛茲杰拉德（18511901）提出，物質(zhì)會在運(yùn)動的方向上收縮（縮?。?，這意味著根據(jù)一個靜止觀察者的觀點(diǎn)，一枚以接近光線運(yùn)行的火箭所表現(xiàn)出的長度會比它靜止時更短，盡管乘坐火箭的人看來并沒有什么兩樣。愛因斯坦指出，任何物體以光速運(yùn)動時，其長度將會縮短為零。,二、從宏觀到微觀,電子、質(zhì)子、中子等微觀粒子不僅具有粒子性，同時還具有波動性。他們的運(yùn)動在很多情況下不能用經(jīng)典力學(xué)來解釋，而用量子力學(xué)來解釋。說明經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀世界，而不適用于微觀世界。,經(jīng)典力學(xué)只適用于低速運(yùn)動的物體，而不適用于高速運(yùn)動的物體，只適用于宏觀世界，不適用于微觀世界。,三、從弱引力到強(qiáng)引力,萬有引力屬于弱引力,愛因斯坦引力理論表明，當(dāng)天體半徑減小到一定程度時(太陽的引力半徑為3km，地球的引力半徑為1m)，天體間的引力就趨于無窮大,只要天體的實(shí)際半徑遠(yuǎn)大于它們的引力半徑，那么愛因斯坦和牛頓的理論計算出的力的差異并不很大但當(dāng)天體的實(shí)際半徑接近引力半徑時，這種差異將急劇增大這就是說，在強(qiáng)引力的情況下，牛頓的萬有引力理論將不再適用,經(jīng)典力學(xué)只適用于弱引力,6.以牛頓運(yùn)動定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)的適用范圍是什么?,經(jīng)典力學(xué)只適用于解決低速運(yùn)動問題，不能用來處理高速運(yùn)動問題，經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀物體，一般不適用于微觀粒子：經(jīng)典力學(xué)只適用于解決弱引力問題，不能用來處理強(qiáng)引力問題,改變,增大,增