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第6章相对论与量子论初步本章优化总结狭义相对论问题的综合应用1．解决“同时”的相对性问题，可从三个方向入手(1)令观察者静止，判断被观察者因相对运动而引起的位置变化．(2)结合光速不变原理，分析光传播到两个事件所用的时间．(3)光先传播到的事件先发生，光后传播到的事件后发生．2．解决长度的相对性问题，应当注意(1)“动尺缩短”是沿运动方向上的长度比其相对静止时测量的长度要短一些，这是一种测量结果的不同，它与物体的具体组成和结构无关，当物体运动的速度越接近光速，这种收缩效应就变得越显著．(2)在具体计算中要明确，长度收缩指的是只在物体运动方向上的长度收缩，在垂直于运动方向上的长度没有变化．3．解决时间间隔的相对性应注意(1)“动钟变慢”是两个不同惯性系进行时间比较的一种效应，而不是时钟的结构或精度因运动而发生了变化．(2)运动时钟变慢完全是相对的，在它们上面的观察者都将发现对方的钟变慢了．4．理解狭义相对论的关键是在观念上要有所转变，这种转变是人们对客观存在的重新认识所必需的．在牛顿时期，由于人们观测客观现象受到一定的限制，所以建立了牛顿力学的绝对时空观，即时间和空间不因参考系的选择而改变．随着科学技术的发展，观测手段的提高，人们发现牛顿力学具有一定的局限性，这就要求我们改变原有的传统观念．只有这样，我们才能理解爱因斯坦两个假设的思路以及由这两个假设所得到的一些结论、公式的物理意义．某人测得一静止棒长为l0，质量为m0，从而求得此棒线密度为ρ(即单位长度质量)．若此棒以速度v沿自身长度方向运动，此人再测棒的线密度应为多少？若棒在垂直自身长度方向上运动，它的线密度又为多少？[解析]当棒沿自身长度方向运动时m′＝m01－vc2，l′＝l0·1－vc2ρ′＝m′l′＝m0l0·11－vc22＝ρ1－vc2.当棒在垂直自身长度方向上运动时m″＝m01－vc2，l″＝l0，所以ρ″＝m″l″＝ρ1－vc2.[答案]ρ1－vc2ρ1－vc2根据相对论的时空观可知，时间和空间不是脱离物质而存在的，时间和空间会随物体运动速度的变化而变化，应用公式进行计算时，要正确理解公式中各符号的意义．1.惯性系S中有一边长为l的正方形(如图A所示)，从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上测得该正方形的图象是()解析：选C.在运动方向上物体长度有收缩效应，观测的长度l变小，在垂直于运动的方向上不发生长度收缩效应，所以测得的图象是C.对光的本性认识的历程归纳学说代表人物学说内容成功之处(能解释的现象)局限性微粒说牛顿光是从光源射出的具有高速的粒子流光的直线传播、反射、折射、光的颜色等现象不能解释光的干涉、衍射等现象波动说惠更斯光像水波一样，也是一种波，具有波的一切特性光具有干涉、衍射等波的特性将光波等同于机械波学说代表人物学说内容成功之处(能解释的现象)局限性电磁说麦克斯韦光是一种电磁波光的传播、干涉、衍射、散射、偏振等现象不能解释光与物质相互作用中的能量量子化转换的性质学说代表人物学说内容成功之处(能解释的现象)局限性光子说爱因斯坦光是不连续的、分成许多单元的、具有一定能量的物质，这些单元叫光量子(光子)几乎所有光现象人类对光的本性的认识经历了曲折的过程，下列关于光的本性的叙述不符合科学规律或历史事实的是()A．牛顿的微粒说与爱因斯坦的光子说本质上是一样的B．光的干涉实验证明了光具有波动性C．麦克斯韦预言了光是一种电磁波D．光具有波粒二象性[解析]现代物理学中的波粒二象性是爱因斯坦光子说与麦克斯韦电磁说的统一，与牛顿的微粒说本质上是不一样的，A说法错误；光的干涉实验证实光具有波动性，B说法正确；麦克斯韦提出电磁场理论后，预言光是一种电磁波，C说法正确；光的本质是具有波粒二象性，D说法正确．故选A.[答案]A2.(多选)下列说法中正确的是()A．光的波粒二象性学说是由牛顿的微粒说和惠更斯的波动说组成的B．光的波粒二象性彻底推翻了麦克斯韦的电磁场理论C．光子学说并没有否定电磁说，在光子能量ε＝hν中，ν表示波的特性，ε表示粒子的特性D．光波不同于宏观概念中的那种连续的波，它是个别光子运动规律的一种几率波解析：选CD.解答本题必须掌握一定的物理学史，了解波粒二象性学说的由来及与其他学说的区别与联系．现在人们对光的普遍认识是受波动规律支配的几率波．本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放