狹義相對(duì)論的其他結(jié)論-廣義相對(duì)論簡(jiǎn)介-課件

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狹義相對(duì)論的其他結(jié)論4

廣義相對(duì)論簡(jiǎn)介3狹義相對(duì)論的其他結(jié)論一、狹義相對(duì)論的其他結(jié)論1.相對(duì)論速度變換公式:設(shè)車對(duì)地面的速度為v,人對(duì)車的速度為u′,車上人相對(duì)于地面的速度為u。(1)經(jīng)典的時(shí)空觀:u=u′+v。一、狹義相對(duì)論的其他結(jié)論(2)相對(duì)論的速度變換公式:u=______。如果車上人運(yùn)動(dòng)方向與車運(yùn)動(dòng)方向相同,u′取___值,如果車上人運(yùn)動(dòng)方向與車運(yùn)動(dòng)方向相反,u′取___值。如果u′和v的方向垂直或成其他任意角度,公式不成立,只適用于兩者運(yùn)動(dòng)方向在_________上。正負(fù)一條直線(2)相對(duì)論的速度變換公式:u=______。正負(fù)一條直線2.相對(duì)論質(zhì)量:(1)經(jīng)典力學(xué):物體的質(zhì)量是_____的,一定的力作用在物體上,產(chǎn)生的加速度也是_____的,足夠長(zhǎng)的時(shí)間以后物體就可以達(dá)到_____速度。(2)相對(duì)論情況下:物體的質(zhì)量隨其速度的增大而_____。物體以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量m與靜止時(shí)的質(zhì)量m0的關(guān)系式為:m=_______。不變一定任意增大2.相對(duì)論質(zhì)量:不變一定任意增大3.質(zhì)能方程:質(zhì)能方程:E=___。質(zhì)能方程表達(dá)了物體的質(zhì)量m和它所具有的能量E之間的關(guān)系。mc23.質(zhì)能方程:質(zhì)能方程:E=___。mc2【自我思悟】1.有人根據(jù)E=mc2得出結(jié)論:質(zhì)量可以轉(zhuǎn)化為能量,能量可以轉(zhuǎn)化為質(zhì)量。這種說法對(duì)嗎?提示:不對(duì)。物體具有的質(zhì)量與質(zhì)量對(duì)應(yīng)的能量稱為質(zhì)能,E=mc2表明質(zhì)量與能量之間存在一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系,物體吸收或放出能量,則對(duì)應(yīng)的質(zhì)量會(huì)增加或減少,質(zhì)量與能量并沒有相互轉(zhuǎn)化?！咀晕宜嘉颉?.物體質(zhì)量是否會(huì)隨著物體的速度增大而增大?運(yùn)動(dòng)質(zhì)量和靜止質(zhì)量誰更大一些?質(zhì)量與能量有怎樣的聯(lián)系?提示:由相對(duì)論質(zhì)量公式m=,v越大,則m越大,并且m≥m0,即運(yùn)動(dòng)質(zhì)量比靜止質(zhì)量更大一些。在相對(duì)論中,聯(lián)系質(zhì)量與能量的關(guān)系是質(zhì)能方程E=mc2,式中m是物體的質(zhì)量,E是它具有的能量。2.物體質(zhì)量是否會(huì)隨著物體的速度增大而增大?運(yùn)動(dòng)質(zhì)量和靜二、廣義相對(duì)論簡(jiǎn)介1.超越狹義相對(duì)論的思考:愛因斯坦思考狹義相對(duì)論無法解決的兩個(gè)問題:(1)引力問題:萬有引力理論無法納入___________的框架。(2)非慣性系問題:狹義相對(duì)論只適用于___________。它們是促成廣義相對(duì)論的前提。狹義相對(duì)論慣性參考系二、廣義相對(duì)論簡(jiǎn)介狹義相對(duì)論慣性參考系2.廣義相對(duì)性原理和等效原理:(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)均勻的引力場(chǎng)與一個(gè)做勻加速運(yùn)動(dòng)的參考系_____。3.廣義相對(duì)論的幾個(gè)結(jié)論:(1)光線經(jīng)過強(qiáng)引力場(chǎng)發(fā)生_____。(2)引力紅移:引力場(chǎng)的存在使得空間不同位置的_____進(jìn)程出現(xiàn)了差別。而使矮星表面原子發(fā)光頻率_____。相同等價(jià)彎曲時(shí)間偏低2.廣義相對(duì)性原理和等效原理:相同等價(jià)彎曲時(shí)間偏低【自我思悟】1.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。2.怎樣理解廣義相對(duì)性原理?提示:廣義相對(duì)性原理關(guān)鍵一點(diǎn)是適用于任何參考系?！咀晕宜嘉颉俊久^(qū)掃描】1.在牛頓力學(xué)中,物體的質(zhì)量是保持不變的。2.在相對(duì)論力學(xué)中,物體靜止時(shí)的質(zhì)量最小。3.靜止的物體也具有能量,稱為靜質(zhì)能。4.E=mc2中能量E包括靜質(zhì)能E0和動(dòng)能Ek,不是物體的內(nèi)能。5.狹義相對(duì)論只適用于慣性參考系。6.相對(duì)論力學(xué)中,物體的質(zhì)量隨物體的速度的增大而增大。7.引力場(chǎng)越強(qiáng),相對(duì)論效應(yīng)越明顯,時(shí)鐘變慢的效應(yīng)越明顯?！久^(qū)掃描】一、對(duì)質(zhì)能方程的理解深化理解1.運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)能:Ek=E-E0,Ek是物體的動(dòng)能,E=mc2是物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量,E0=m0c2是物體靜止時(shí)的能量。在v?c時(shí),Ek≈m0v2。這就是我們過去熟悉的動(dòng)能表達(dá)式,這也能讓我們看出,牛頓力學(xué)是相對(duì)論力學(xué)在低速情況下的特例。推導(dǎo)如下:Ek=E-E0=mc2-m0c2,一、對(duì)質(zhì)能方程的理解深化理解狹義相對(duì)論的其他結(jié)論-廣義相對(duì)論簡(jiǎn)介-課件2.如果質(zhì)量發(fā)生了變化,其能量也相應(yīng)發(fā)生變化ΔE=Δmc2,這個(gè)方程常應(yīng)用在核能的開發(fā)和利用上。如果系統(tǒng)的質(zhì)量虧損為Δm,就意味著有ΔE的能量釋放。2.如果質(zhì)量發(fā)生了變化,其能量也相應(yīng)發(fā)生變化ΔE=Δmc2,【微思考】(1)當(dāng)物體高速運(yùn)動(dòng)時(shí)物體的質(zhì)量怎樣變化?提示:物體的質(zhì)量會(huì)增大。(2)一定量的質(zhì)量與能量相對(duì)應(yīng),那么質(zhì)量變化時(shí)其能量一定變化嗎?提示:由質(zhì)能方程ΔE=Δmc2可知,質(zhì)量變化時(shí),一定對(duì)應(yīng)能量的變化?！疚⑺伎肌俊绢}組通關(guān)】【示范題】現(xiàn)在有一個(gè)靜止的電子,被電壓為107V的電場(chǎng)加速后,質(zhì)量增大了多少?其質(zhì)量為多少?(m0=9.1×10-31kg,c=3×108m/s)【題組通關(guān)】【解題探究】(1)電子經(jīng)電場(chǎng)加速后的能量怎樣變化?提示:電場(chǎng)力對(duì)電子做正功,其動(dòng)能增加。(2)加速后電子的質(zhì)量如何變化?提示:由相對(duì)論質(zhì)能關(guān)系知,電子的能量增大,其質(zhì)量增大,即加速后電子質(zhì)量大于靜止時(shí)電子的質(zhì)量。【解題探究】(1)電子經(jīng)電場(chǎng)加速后的能量怎樣變化?【規(guī)范解答】由動(dòng)能定理,加速后電子增加的動(dòng)能為:ΔEk=eU=1.6×10-19×107J=1.6×10-12J由ΔEk=Δmc2得電子增加的質(zhì)量為:Δm==1.78×10-29kg此時(shí)電子的質(zhì)量為:m=m0+Δm=(9.1×10-31+1.78×10-29)kg=1.871×10-29kg。答案:1.78×10-29kg

1.871×10-29kg【規(guī)范解答】由動(dòng)能定理,加速后電子增加的動(dòng)能為:【通關(guān)1+1】1.(2014·西安高二檢測(cè))已知電子的靜止能量為0.511MeV,若電子的動(dòng)能為0.25MeV,則它所增加的質(zhì)量Δm與靜止質(zhì)量m0的比值近似為(

)A.0.1

B.0.2C.0.5 D.0.9【通關(guān)1+1】【解析】選C。由題意E=m0c2即m0c2=0.511×106×1.6×10-19J①ΔE=Δmc2即Δmc2=0.25×106×1.6×10-19J②

故C正確?！窘馕觥窟xC。由題意E=m0c22.電子的靜止質(zhì)量m0=9.11×10-31kg。(1)試用焦和電子伏為單位來表示電子的靜質(zhì)能。(2)靜止電子經(jīng)過106V電壓加速后,其質(zhì)量和速率各是多少?2.電子的靜止質(zhì)量m0=9.11×10-31kg?！窘馕觥?1)由質(zhì)能方程得:E=m0c2=9.11×10-31×(3×108)2J=8.2×10-14J=eV=0.51MeV。(2)由能量關(guān)系得:eU=(m-m0)c2,解得m=+m0=kg+9.11×10-31kg=2.69×10-30kg。【解析】(1)由質(zhì)能方程得:由質(zhì)量和速度的關(guān)系得m=解得:v==3×108×m/s=2.82×108m/s。答案:(1)8.2×10-14J

0.51MeV(2)2.69×10-30kg

2.82×108m/s由質(zhì)量和速度的關(guān)系得m=二、廣義相對(duì)論的幾個(gè)結(jié)論拓展延伸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,但太陽引力場(chǎng)卻能引起光線比較明顯的彎曲。二、廣義相對(duì)論的幾個(gè)結(jié)論拓展延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。廣義相對(duì)論所作出的以上預(yù)言全部被實(shí)驗(yàn)觀測(cè)證實(shí)。還有其他一些事實(shí)也支持廣義相對(duì)論。目前,廣義相對(duì)論已經(jīng)在宇宙結(jié)構(gòu)、宇宙演化等方面發(fā)揮了主要作用。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【微思考】地球表面有引力,為什么說在地球表面均勻介質(zhì)中光沿直線傳播?提示:地球表面的引力場(chǎng)很弱,對(duì)光的傳播方向影響很小,所以認(rèn)為光沿直線傳播。【微思考】【題組通關(guān)】【示范題】在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候,通過儀器可以觀察到太陽后面的恒星,這說明恒星發(fā)出的光(

)A.經(jīng)過太陽時(shí)發(fā)生了衍射B.可以穿透太陽及其他障礙物C.在太陽引力場(chǎng)作用下發(fā)生了彎曲D.經(jīng)過太陽外的大氣層時(shí)發(fā)生了折射【題組通關(guān)】【解題探究】(1)發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是什么?提示:障礙物的尺寸比光的波長(zhǎng)小或相差不多。(2)光線是沿直線傳播的,為什么能觀察到太陽后面的恒星?提示:光線在引力場(chǎng)作用下發(fā)生了彎曲?！窘忸}探究】(1)發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是什么?【規(guī)范解答】選C。根據(jù)愛因斯坦的廣義相對(duì)論可知,光線在太陽引力場(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后面的恒星,故C正確,A、B、D均錯(cuò)。【規(guī)范解答】選C。根據(jù)愛因斯坦的廣義相對(duì)論可知,光線在太陽引【通關(guān)1+1】1.(多選)以下說法中錯(cuò)誤的是(

)A.矮星表面的引力很強(qiáng)B.時(shí)鐘在引力場(chǎng)弱的地方比在引力場(chǎng)強(qiáng)的地方走得快些C.在引力場(chǎng)越弱的地方,物體長(zhǎng)度越長(zhǎng)D.在引力場(chǎng)強(qiáng)的地方,光譜線向綠端偏移【通關(guān)1+1】【解析】選C、D。因矮星體積很小,質(zhì)量卻不小,所以矮星表面引力很強(qiáng),故A正確;根據(jù)廣義相對(duì)論的結(jié)論可知,引力場(chǎng)越強(qiáng),時(shí)間進(jìn)程越慢,物體長(zhǎng)度越短,故B正確,C錯(cuò)誤;在引力場(chǎng)強(qiáng)的地方,光譜線向紅端偏移,稱為“引力紅移”,故D錯(cuò)誤?！窘馕觥窟xC、D。因矮星體積很小,質(zhì)量卻不小,所以矮星表面引2.(2014·徐州高二檢測(cè))設(shè)想有一艘飛船以v=0.8c的速度在地球上空飛行,如果這時(shí)從飛船上沿其運(yùn)動(dòng)方向拋出一物體,該物體相對(duì)于飛船的速度為0.9c,從地面上的人看來,物體的速度為(

)A.1.7c

B.0.1c

C.0.99c

D.無法確定2.(2014·徐州高二檢測(cè))設(shè)想有一艘飛船以v=0.8c的【解析】選C。根據(jù)相對(duì)論速度變換公式：u＝得u＝＝0.99c，故選項(xiàng)C正確?！窘馕觥窟xC。根據(jù)相對(duì)論速度變換公式：u＝【素養(yǎng)升華】廣義相對(duì)論效應(yīng)(1)光線在引力場(chǎng)中彎曲以及引力紅移現(xiàn)象都是在引力場(chǎng)很強(qiáng)的情況下產(chǎn)生的效應(yīng)。(2)光在同一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播的現(xiàn)象在我們的日常生活中仍然成立?！舅仞B(yǎng)升華】【資源平臺(tái)】相對(duì)論速度變換公式的應(yīng)用【示范題】設(shè)想地球上有一觀察者測(cè)得一宇宙飛船以0.60c的速率向東飛行,5.0s后該飛船將與一個(gè)以0.80c的速率向西飛行的彗星相碰撞。試問:(1)飛船中的人測(cè)得彗星將以多大的速率向它運(yùn)動(dòng)?(2)從飛船中的時(shí)鐘來看,還有多少時(shí)間允許它離開航線,以避免與彗星碰撞。

【資源平臺(tái)】相對(duì)論速度變換公式的應(yīng)用【標(biāo)準(zhǔn)解答】這是一個(gè)相對(duì)論速度變換問題。取地球?yàn)镾系,飛船為S′系,向東為x軸正向,則S′系相對(duì)S系的速度v=0.60c,彗星相對(duì)S系的速度ux=-0.80c。(1)由速度變換可得所求結(jié)果ux′==-0.946c。即彗星以0.946c的速率向飛船靠近。(2)由時(shí)間間隔的相對(duì)性有Δt==5.0s解得Δτ=4.0s。答案:(1)0.946c

(2)4.0s【標(biāo)準(zhǔn)解答】這是一個(gè)相對(duì)論速度變換問題。取地球?yàn)镾系,飛船為3

狹義相對(duì)論的其他結(jié)論4

廣義相對(duì)論簡(jiǎn)介3狹義相對(duì)論的其他結(jié)論一、狹義相對(duì)論的其他結(jié)論1.相對(duì)論速度變換公式:設(shè)車對(duì)地面的速度為v,人對(duì)車的速度為u′,車上人相對(duì)于地面的速度為u。(1)經(jīng)典的時(shí)空觀:u=u′+v。一、狹義相對(duì)論的其他結(jié)論(2)相對(duì)論的速度變換公式:u=______。如果車上人運(yùn)動(dòng)方向與車運(yùn)動(dòng)方向相同,u′取___值,如果車上人運(yùn)動(dòng)方向與車運(yùn)動(dòng)方向相反,u′取___值。如果u′和v的方向垂直或成其他任意角度,公式不成立,只適用于兩者運(yùn)動(dòng)方向在_________上。正負(fù)一條直線(2)相對(duì)論的速度變換公式:u=______。正負(fù)一條直線2.相對(duì)論質(zhì)量:(1)經(jīng)典力學(xué):物體的質(zhì)量是_____的,一定的力作用在物體上,產(chǎn)生的加速度也是_____的,足夠長(zhǎng)的時(shí)間以后物體就可以達(dá)到_____速度。(2)相對(duì)論情況下:物體的質(zhì)量隨其速度的增大而_____。物體以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量m與靜止時(shí)的質(zhì)量m0的關(guān)系式為:m=_______。不變一定任意增大2.相對(duì)論質(zhì)量:不變一定任意增大3.質(zhì)能方程:質(zhì)能方程:E=___。質(zhì)能方程表達(dá)了物體的質(zhì)量m和它所具有的能量E之間的關(guān)系。mc23.質(zhì)能方程:質(zhì)能方程:E=___。mc2【自我思悟】1.有人根據(jù)E=mc2得出結(jié)論:質(zhì)量可以轉(zhuǎn)化為能量,能量可以轉(zhuǎn)化為質(zhì)量。這種說法對(duì)嗎?提示:不對(duì)。物體具有的質(zhì)量與質(zhì)量對(duì)應(yīng)的能量稱為質(zhì)能,E=mc2表明質(zhì)量與能量之間存在一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系,物體吸收或放出能量,則對(duì)應(yīng)的質(zhì)量會(huì)增加或減少,質(zhì)量與能量并沒有相互轉(zhuǎn)化?！咀晕宜嘉颉?.物體質(zhì)量是否會(huì)隨著物體的速度增大而增大?運(yùn)動(dòng)質(zhì)量和靜止質(zhì)量誰更大一些?質(zhì)量與能量有怎樣的聯(lián)系?提示:由相對(duì)論質(zhì)量公式m=,v越大,則m越大,并且m≥m0,即運(yùn)動(dòng)質(zhì)量比靜止質(zhì)量更大一些。在相對(duì)論中,聯(lián)系質(zhì)量與能量的關(guān)系是質(zhì)能方程E=mc2,式中m是物體的質(zhì)量,E是它具有的能量。2.物體質(zhì)量是否會(huì)隨著物體的速度增大而增大?運(yùn)動(dòng)質(zhì)量和靜二、廣義相對(duì)論簡(jiǎn)介1.超越狹義相對(duì)論的思考:愛因斯坦思考狹義相對(duì)論無法解決的兩個(gè)問題:(1)引力問題:萬有引力理論無法納入___________的框架。(2)非慣性系問題:狹義相對(duì)論只適用于___________。它們是促成廣義相對(duì)論的前提。狹義相對(duì)論慣性參考系二、廣義相對(duì)論簡(jiǎn)介狹義相對(duì)論慣性參考系2.廣義相對(duì)性原理和等效原理:(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)均勻的引力場(chǎng)與一個(gè)做勻加速運(yùn)動(dòng)的參考系_____。3.廣義相對(duì)論的幾個(gè)結(jié)論:(1)光線經(jīng)過強(qiáng)引力場(chǎng)發(fā)生_____。(2)引力紅移:引力場(chǎng)的存在使得空間不同位置的_____進(jìn)程出現(xiàn)了差別。而使矮星表面原子發(fā)光頻率_____。相同等價(jià)彎曲時(shí)間偏低2.廣義相對(duì)性原理和等效原理:相同等價(jià)彎曲時(shí)間偏低【自我思悟】1.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。2.怎樣理解廣義相對(duì)性原理?提示:廣義相對(duì)性原理關(guān)鍵一點(diǎn)是適用于任何參考系?！咀晕宜嘉颉俊久^(qū)掃描】1.在牛頓力學(xué)中,物體的質(zhì)量是保持不變的。2.在相對(duì)論力學(xué)中,物體靜止時(shí)的質(zhì)量最小。3.靜止的物體也具有能量,稱為靜質(zhì)能。4.E=mc2中能量E包括靜質(zhì)能E0和動(dòng)能Ek,不是物體的內(nèi)能。5.狹義相對(duì)論只適用于慣性參考系。6.相對(duì)論力學(xué)中,物體的質(zhì)量隨物體的速度的增大而增大。7.引力場(chǎng)越強(qiáng),相對(duì)論效應(yīng)越明顯,時(shí)鐘變慢的效應(yīng)越明顯?！久^(qū)掃描】一、對(duì)質(zhì)能方程的理解深化理解1.運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)能:Ek=E-E0,Ek是物體的動(dòng)能,E=mc2是物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量,E0=m0c2是物體靜止時(shí)的能量。在v?c時(shí),Ek≈m0v2。這就是我們過去熟悉的動(dòng)能表達(dá)式,這也能讓我們看出,牛頓力學(xué)是相對(duì)論力學(xué)在低速情況下的特例。推導(dǎo)如下:Ek=E-E0=mc2-m0c2,一、對(duì)質(zhì)能方程的理解深化理解狹義相對(duì)論的其他結(jié)論-廣義相對(duì)論簡(jiǎn)介-課件2.如果質(zhì)量發(fā)生了變化,其能量也相應(yīng)發(fā)生變化ΔE=Δmc2,這個(gè)方程常應(yīng)用在核能的開發(fā)和利用上。如果系統(tǒng)的質(zhì)量虧損為Δm,就意味著有ΔE的能量釋放。2.如果質(zhì)量發(fā)生了變化,其能量也相應(yīng)發(fā)生變化ΔE=Δmc2,【微思考】(1)當(dāng)物體高速運(yùn)動(dòng)時(shí)物體的質(zhì)量怎樣變化?提示:物體的質(zhì)量會(huì)增大。(2)一定量的質(zhì)量與能量相對(duì)應(yīng),那么質(zhì)量變化時(shí)其能量一定變化嗎?提示:由質(zhì)能方程ΔE=Δmc2可知,質(zhì)量變化時(shí),一定對(duì)應(yīng)能量的變化?！疚⑺伎肌俊绢}組通關(guān)】【示范題】現(xiàn)在有一個(gè)靜止的電子,被電壓為107V的電場(chǎng)加速后,質(zhì)量增大了多少?其質(zhì)量為多少?(m0=9.1×10-31kg,c=3×108m/s)【題組通關(guān)】【解題探究】(1)電子經(jīng)電場(chǎng)加速后的能量怎樣變化?提示:電場(chǎng)力對(duì)電子做正功,其動(dòng)能增加。(2)加速后電子的質(zhì)量如何變化?提示:由相對(duì)論質(zhì)能關(guān)系知,電子的能量增大,其質(zhì)量增大,即加速后電子質(zhì)量大于靜止時(shí)電子的質(zhì)量?！窘忸}探究】(1)電子經(jīng)電場(chǎng)加速后的能量怎樣變化?【規(guī)范解答】由動(dòng)能定理,加速后電子增加的動(dòng)能為:ΔEk=eU=1.6×10-19×107J=1.6×10-12J由ΔEk=Δmc2得電子增加的質(zhì)量為:Δm==1.78×10-29kg此時(shí)電子的質(zhì)量為:m=m0+Δm=(9.1×10-31+1.78×10-29)kg=1.871×10-29kg。答案:1.78×10-29kg

1.871×10-29kg【規(guī)范解答】由動(dòng)能定理,加速后電子增加的動(dòng)能為:【通關(guān)1+1】1.(2014·西安高二檢測(cè))已知電子的靜止能量為0.511MeV,若電子的動(dòng)能為0.25MeV,則它所增加的質(zhì)量Δm與靜止質(zhì)量m0的比值近似為(

)A.0.1

B.0.2C.0.5 D.0.9【通關(guān)1+1】【解析】選C。由題意E=m0c2即m0c2=0.511×106×1.6×10-19J①ΔE=Δmc2即Δmc2=0.25×106×1.6×10-19J②

故C正確?！窘馕觥窟xC。由題意E=m0c22.電子的靜止質(zhì)量m0=9.11×10-31kg。(1)試用焦和電子伏為單位來表示電子的靜質(zhì)能。(2)靜止電子經(jīng)過106V電壓加速后,其質(zhì)量和速率各是多少?2.電子的靜止質(zhì)量m0=9.11×10-31kg?！窘馕觥?1)由質(zhì)能方程得:E=m0c2=9.11×10-31×(3×108)2J=8.2×10-14J=eV=0.51MeV。(2)由能量關(guān)系得:eU=(m-m0)c2,解得m=+m0=kg+9.11×10-31kg=2.69×10-30kg?！窘馕觥?1)由質(zhì)能方程得:由質(zhì)量和速度的關(guān)系得m=解得:v==3×108×m/s=2.82×108m/s。答案:(1)8.2×10-14J

0.51MeV(2)2.69×10-30kg

2.82×108m/s由質(zhì)量和速度的關(guān)系得m=二、廣義相對(duì)論的幾個(gè)結(jié)論拓展延伸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,但太陽引力場(chǎng)卻能引起光線比較明顯的彎曲。二、廣義相對(duì)論的幾個(gè)結(jié)論拓展延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。廣義相對(duì)論所作出的以上預(yù)言全部被實(shí)驗(yàn)觀測(cè)證實(shí)。還有其他一些事實(shí)也支持廣義相對(duì)論。目前,廣義相對(duì)論已經(jīng)在宇宙結(jié)構(gòu)、宇宙演化等方面發(fā)揮了主要作用。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【微思考】地球表面有引力,為什么說在地球表面均勻介質(zhì)中光沿直線傳播?提示:地球表面的引力場(chǎng)很弱,對(duì)光的傳播方向影響很小,所以認(rèn)為光沿直線傳播?！疚⑺伎肌俊绢}組通關(guān)】【示范題】在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候,通過儀器可以觀察到太陽后面的恒星,這說明恒星發(fā)出的光(

)A.經(jīng)過太陽時(shí)發(fā)生了衍射B.可以穿透太陽及其他障礙物C.在太陽引力場(chǎng)作用下發(fā)生了彎曲D.經(jīng)過太陽外的大氣層時(shí)發(fā)生了折射【題組通關(guān)】【解題探究】(1)發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是什么?提示:障礙物的尺寸比光的波長(zhǎng)小或相差不多。(2)光線是沿直線傳播的,為什么能觀察到太陽后面的恒星?提示:光線在引力場(chǎng)作用下發(fā)生了彎曲?！窘忸}探究】(1)發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是什么?【規(guī)范解答】選C。根據(jù)愛因斯坦的廣義相對(duì)論可知,光線在太陽引力場(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后面的恒星,故C正確,A、B、D均錯(cuò)?！疽?guī)范解答】選C。根據(jù)愛因斯坦的廣義相對(duì)論可知,光線在太陽引【通關(guān)1+1】1.(多選)