第3节 狭义相对论的其他结论第4节 广义相对论简介
1.知道相对论速度变换公式、相对论质量和质能方程。
2.了解广义相对性原理和等效原理。
3.初步了解广义相对论的几个主要结论以及主要观测证据。
一、狭义相对论的其他结论
1.相对论速度变换公式:设高速行驶的火车的对地速度为v,车上的人以速度u′沿着火车前进的方向相对火车运动,那么人相对地面的速度 u=,若人和车的运动方向相反,式中u′取负值。
2.相对论质量
(1)经典力学中物体的质量是不变的,一定的力作用在物体上,产生一定的加速度,经过足够长的时间后,物体可以达到任意的速度。
(2)相对论中物体的质量随物体速度的增加而增大。物体以速度v运动时的质量m与静止时的质量m0之间的关系是:m=。
3.质能方程:E=mc2,式中E是物体具有的能量,m是物体的质量。
二、广义相对论简介
1.广义相对论的基本原理
(1)广义相对性原理:在任何参考系中,物理规律都是相同的。
(2)等效原理:一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价。
2.广义相对论的几个结论
(1)光线弯曲:物体的引力使光线弯曲。
(2)引力红移:引力场的存在使得空间不同位置的时间进程出现差别,引力越强,时间进程越慢,从而使矮星表面原子发光频率偏低,看起来偏红。
判一判
(1)物体的质量发生变化时,能量一定发生变化。( )
(2)质量是物体的固有属性,因此在任何情况下都不会发生改变。( )
(3)只有运动物体才具有能量,静止物体没有能量。( )
提示:(1)√ (2)× (3)×
想一想
(1)如果物体高速运动,速度的变换公式是什么?
提示:设参考系O′相对参考系O以速度v运动,某物体以速度u′沿着参考系O′前进的方向运动,则在参考系O中观测到它的速度u=。
(2)物体的运动质量和静止质量谁更大一些?
提示:相对论质量公式m=,v越大,则m越大,并且m≥m0,即运动质量比静止质量更大一些。