1、第5章 新时空观的确立第5章 新时空观的确立51 电磁场理论引发的怪异问题52 狭义相对论的基本原理目标导航 1.了解电磁场理论的局限性2了解狭义相对论的基本原理(重点)新知初探自学导引 一、迈克耳孙莫雷实验 在水平面内不同的方位进行观察，干涉条纹并没有预期的移动，这说明，光在任何方向上传播时，相对于地球的速度都是_的也就是说，地球相对于“以太”的速度v实际上为零，或者说“以太”根本不存在，光速c是不变的这就是迈克耳孙莫雷实验的“以太漂移的零结果”相同二、电磁理论的“缺陷”伽利略相对性原理指出：对于力学规律来说，一切惯性系都是_的 三、狭义相对论的两条公设 1.在所有相互做_运动的惯性参考系中
2、，_都是相同的，这个公设叫做爱因斯坦相对性原理等价匀速直线物理规律2.在所有相互做_运动的惯性参考系中，光在真空中的速度都是_这个公设叫做_ 匀速直线相等的光速不变原理四、洛伦兹变换x xvt1v2c2 y y z z t tvc2x1v2c2式中c为光速，这一变换式通常叫做_变换 五、同时的相对性 同时的相对性是指：在不同的地点发生的两个事件，在一个惯性系里是同时的，但在另一个惯性系里看来却_同时的 从爱因斯坦的狭义相对论来看，不存在全宇宙普适的_概念，也就是说“_”是相对的，跟观察者所选取的_有关 洛伦兹不是同时同时参考系要点探究讲练互动 理解狭义相对论的两条基本原理学案导引1.狭义相对论
3、的基本原理是什么？与经典力学的相对性有何区别？2.如何理解狭义相对论中的光速不变原理？1.经典力学的相对性原理和狭义相对性原理的区别经典力学的相对性原理指的是力学规律在任何惯性系中都是相同的而狭义相对性原理指的是一切客观真实的物理规律在所有惯性系中都具有相同的形式(不再局限于力学规律)各个惯性系都是等价的，不存在特殊的绝对的惯性系该原理所涉及的参考系仅限于惯性系2.光速不变原理(1)内容：在任何惯性系中，光在真空中的速度恒为c，与光源的运动和观察者的运动无关(2)涉及光速的速度变换根据狭义相对论的速度叠加公式u uv1uvc2，若参考系 A 静止，参考系 B 相对参考系 A 以 vnc 运动，
4、光相对于参考系 B以 uc 运动，相对于参考系 A 的速度则为：u cnc1cncc2c（1n）1nc由该式可知，狭义相对论的速度叠加公式对光速叠加也成立下列说法正确的是()A在以 11000c 竖直方向升空的火箭上向前发出的光，对地速度一定比 c 大B在以 11000c 竖直方向升空的火箭上向后发出的光，对地速度一定比 c 小C在以 11000c 竖直方向升空的火箭上沿水平方向发出的光对地速度为 cD在以 11000c 竖直方向升空的火箭上向任一方向发出的光对地速度都为 c例【思路点拨】知道光速不变原理是解决本题的关键【精讲精析】根据狭义相对论的基本假设光速不变原理可知：真空中的光速相对于火
5、箭的速度为c，相对于地面的速度也为c，对不同的惯性系是相同的，因此C、D正确，A、B错误【答案】CD【易误警示】本题易误选A、B.原因是按经典力学的相对性原理得出的，而这一结论是错误的，与狭义相对论中光速不变原理相矛盾变式训练 如图所示，强强乘坐速度为0.9c(c为光速)的宇宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为0.5c，强强向壮壮发出一束光进行联络，则壮壮观测到该光束的传播速度为()A0.4c B0.5c C0.9cD1.0c 解析：选D.根据爱因斯坦相对论，在任何参考系中，光速不变D项正确 热点示例创新拓展 同时的相对性的应用 经典案例(6分)地面上A、B两个事件同时发生如图所示，对于坐
6、在火箭中沿两个事件发生地点A、B连线飞行的人来说，哪个事件先发生？【审题指导】解此题关键是区分参考系，事件的同时性因参考系的选择而异【解题样板】以地面为参考系，A、B两个事件同时发生，即如在A、B连线中点C放一时钟，将同时接收到来自A、B的信号(3分)设想该时钟以与火箭相同的速度飞行，则先接收到来自B的信号，后接收到来自A的信号，即以火箭(或火箭上的人)为参考系，B事件先发生(3分)【答案】B事件先发生【借题发挥】在经典物理学中，如果两个事件在一个参考系中认为是同时的，在另一个参考系中一定也认为是同时的；但是根据爱因斯坦的两个假设，同时是相对的，在原参考系中同时发生的两件事在另一参考系中可能不同时
