高中物理 第五章 相對(duì)論 第四節(jié) 廣義相對(duì)論 第五節(jié) 宇宙學(xué)簡(jiǎn)介宇宙學(xué)(2)課件粵教版選修34

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1、第第5節(jié)節(jié) 宇宙學(xué)簡(jiǎn)介宇宙學(xué)簡(jiǎn)介 目標(biāo)定位1.了解廣義相對(duì)論的基本原理.2.初步了解廣義相對(duì)論的幾個(gè)主要觀點(diǎn)以及主要觀測(cè)證據(jù).3.了解宇宙起源與宇宙內(nèi)部構(gòu)成一、廣義相對(duì)論初步1廣義相對(duì)論的基本原理(1)廣義相對(duì)性原理:在 參考系(包括非慣性系)中物理規(guī)律都是相同的(2)等效原理: 參考系中的慣性力場(chǎng)與均勻引力場(chǎng)不可區(qū)分任何任何勻加速勻加速2廣義相對(duì)論的時(shí)空結(jié)構(gòu)(1)引力的存在對(duì)時(shí)間的影響:在引力場(chǎng)中,時(shí)鐘變 (2)引力的存在對(duì)空間的影響:引力的存在會(huì)使空間變形,在引力方向上,空間間隔 在與引力垂直的方向上,空間間隔變 ,發(fā)生了彎曲慢慢不變不變短短3廣義相對(duì)論的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)(1)水星近日點(diǎn)的進(jìn)動(dòng)愛因

2、斯坦用廣義相對(duì)論引力場(chǎng)方程,經(jīng)過(guò)復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算,得出水星近日點(diǎn)的進(jìn)動(dòng)還應(yīng)有每百年43.03的附加值,這是時(shí)空彎曲對(duì)平方反比律的修正引起的(2)光線在引力場(chǎng)中發(fā)生 彎曲彎曲 (3)引力紅移現(xiàn)象 引力場(chǎng)的存在使原子在太陽(yáng)表面附近發(fā)出光比同類原子在地球表面附近發(fā)出光,波長(zhǎng) 、頻率 、顏色偏 (4)雷達(dá)回波延遲:從地球上發(fā)出的雷達(dá)信號(hào)經(jīng)太陽(yáng)附近 到 達(dá) 某 一 星 球 后 再 反 射 回 地 球 , 傳 播 時(shí) 間 會(huì) 有所 長(zhǎng)長(zhǎng)低低紅紅延遲延遲二、探索宇宙1宇宙的起源宇 宙 起 源 于 一 個(gè) “ 奇 點(diǎn) ” , 在 該 奇 點(diǎn) , 溫 度為 ,物質(zhì)密度為 ,空間急劇 ,即發(fā)生宇宙大爆炸之后,宇宙不

3、斷 ,溫度不斷 ,大約經(jīng)歷了150億年,形成了我們今天的宇宙無(wú)窮大無(wú)窮大無(wú)窮大無(wú)窮大膨脹膨脹膨脹膨脹降低降低2宇宙里有什么宇宙中有眾多由恒星組成的星系,天穹上大多數(shù)光點(diǎn)是銀河系中的 ,太陽(yáng)是銀河系中的一顆 在太陽(yáng)系中除了八大 外還有幾十顆 、眾多小行星、難以計(jì)數(shù)的彗星和流星體等.恒星恒星恒星恒星行星行星衛(wèi)星衛(wèi)星對(duì)廣義相對(duì)論的理解1廣義相對(duì)性原理與狹義相對(duì)性原理并不相同狹義相對(duì)性原理僅適用于慣性系,而廣義相對(duì)性原理適用于一切參考系2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)3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【例1】下列說(shuō)法中正確的是()

4、A在任何參考系中,物理規(guī)律都是相同的,這就是廣義相對(duì)性原理B在不同的參考系中,物理規(guī)律都是不同的,例如牛頓定律僅適用于慣性參考系C一個(gè)均勻的引力場(chǎng)與一個(gè)做勻速運(yùn)動(dòng)的參考系等價(jià),這就是著名的等效原理D一個(gè)均勻的引力場(chǎng)與一個(gè)做勻加速運(yùn)動(dòng)的參考系等價(jià),這就是著名的等效原理 解析根據(jù)廣義相對(duì)論基本原理可知,選項(xiàng)A、D正確 答案AD【例2】下列說(shuō)法中正確的是()A物質(zhì)的引力使光線彎曲B光線彎曲的原因是介質(zhì)不均勻而非引力作用C在強(qiáng)引力的星球附近,時(shí)間進(jìn)程會(huì)變慢D廣義相對(duì)論可以解釋引力紅移現(xiàn)象 解析從廣義相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè)可以得出:物質(zhì)的引力使光線彎曲;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,如在矮星表面的引力很強(qiáng),那里的時(shí)間進(jìn)程變慢,從而導(dǎo)致引力紅移,所以正確的選項(xiàng)為A、C、D. 答案ACD

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