爱因斯坦、霍金与相对论的发展.ppt

* 主讲：北京师范大学 赵峥教授 2004年10月北师大04届博士政治课讲座 物含妙理总勘寻 －－颐和园铜亭 1943年8月出生于四川成都。 1967年毕业于中国科技大学物理系， 1981年于北京师范大学天文系获硕士学位（导师刘辽教授）， 1987年于布鲁塞尔自由大学获博士学位 （导师普利高津教授，诺贝尔奖金获得者）。 曾任北京师范大学研究生院副院长，物理系主任。 现为北京师范大学物理系教授， 理论物理博士生导师、 教育学博士生导师， 中国引力与相对论天体物理学会理事长。 赵峥教授 赵峥教授长期从事理论物理的教学与研究， 为本科生和研究生讲授过统计物理、量子力学、近代物理学进展、物理学史、广义相对论、黑洞物理学和弯曲时空量子场论等课程。 参加和承担过多项国家自然科学基金项目，在相对论、黑洞物理等领域发表论文100余篇， 在黑洞热性质、时空奇点、钟速同步和热力学的关系等方面有创新性的工作。 1986年、1996年两次获国家教委科技进步二等奖。 主要著作有《黑洞的热性质与时空奇异性》、《黑洞与弯曲的时空》， 科普著作有《探求上帝的秘密-从哥白尼到爱因斯坦》、《物理学与人类文明》，其中《黑洞的热性质与时空奇异性》和《探求上帝的秘密》分获第11届和第12届中国图书奖。 赵峥教授长期为学科教学论专业的研究生、课程班学生、教育硕士讲授“近代物理概论”、“爱因斯坦与霍金的宇宙”等课程。 2000年开始担任国家教育部中学《科学课程标准》研制组组长，2001年开始主持编写初中《科学》试验教材，该教材已开始在部分地区试用。? 1642年1月8日，伽利略逝世， 同年圣诞节牛顿诞生 爱因斯坦（1879年3月14日～1955年4月18日） 霍金（1942年2月18日～） 伽利略逝世300周年的那一天霍金诞生了 相对论（狭义相对论）：1905年 广义相对论：1915年 明年是相对论发表100周年，爱因斯坦逝世50周年 谨以本讲座做为纪念活动的前奏！ 爱因斯坦生平： 1879年3月14日 诞生于德国乌尔姆 中小学时代 德国慕尼黑 1895年 瑞士阿劳中学补习班一年 1896～1900年 苏黎世工业大学 1902～1909年 伯尔尼发明专利局 1909～1914年 进入大学工作 （瑞士、布拉格等地） 1914～1933年 德国物理研究所所长， 柏林大学教授，院士 1915年 提出广义相对论 1933～1955年 美国普林斯顿大学高级研究所 科研情况（发表论文）： 1901年发表论文1篇 1902年发表论文2篇 1903年发表论文1篇 1904年发表论文1篇 1905年发表论文5篇 测定分子的大小（博士论文） 布朗运动 相对论 E＝mc2 光子说 相对论（狭义相对论 Special Relativity） 光是电磁波，是以太的波动 理论上的困难 麦克斯韦电磁理论 作为相对性原理表达式的伽利略变换 光速对不同参考系应不同，不应是同一个C值 光速C是一个常数 实验上的困难 地球相对于以太运动吗？ 光行差现象：地球相对以太有运动 迈克尔逊实验：未测到以太漂移（1887年） 洛伦兹等人为解释迈克尔逊实验提出（1892年） 洛伦兹收缩 x’=x-vt y’=y z’=z t’=t x’= y’=y z’=z t’= 洛伦兹变换 伽利略变换 洛伦兹的观点 放弃相对性原理 麦克斯韦电磁理论只对绝对空间正确 （光相对绝对空间的速度是c） 存在洛伦兹收缩 用洛伦兹变换取代伽利略变换 （两种变换不仅数学形式不同，而且物理解释也不同） 1905年爱因斯坦在不知道洛伦兹工作的情况下 光行差现象 斐索实验 （迈克尔逊实验） 从 相对论原理 光速不变原理 爱因斯坦的理论受到洛伦兹的反对， 洛伦兹称其为相对论 洛伦兹变换 考虑 相对论提出 动尺收缩， 动钟变慢， 双生子佯谬， 2、广义相对论（General Relativity） 1）狭义相对论的两个困难 2）广义相对论的物理基础 3）广义相对