《经典力学的局限性》全省一等奖.ppt

经典力学的局限性 对光速不变原理的理解 1.光速不变原理：爱因斯坦的狭义相对论指出，在一切惯性参考系中，测量到的真空中的光速c都一样，即光在所有的惯性参考系中的传播速度均是光速。 2.光速不变原理的适用范围：速度合成的关系式v船岸=v船水+v水岸只适用于低速运动的惯性参考系，对于接近光速的高速运动物体，该关系式已不再适用，此时应根据光速不变原理去解决问题。 【案例展示】科学家预言，在遥远的将来，离子推进发动机驱动的宇宙飞船很可能会用于宇宙航行，这种飞船能以接近光速飞行。设想在以0.9c飞行的飞船上打开一个光源，则下列说法正确的是( ) A.飞船正前方的观察者看到的光速为1.9c B.飞船正后方的观察者看到的光速为0.1c C.在垂直飞船前进方向上的观察者看到的光速是 D.在任何地方的观察者看到的光速都是c 【精讲精析】选D。根据光速不变原理知，在任何惯性系中测得的真空中的光速都相同，都为c，故D正确。 【易错分析】本题易错选项及错误原因分析如下: 易错选项 错误原因 A 根据关系式v=v船+c求得光速为1.9c,忽视光速不变原理,实际上任何物体的运动速度不可能大于光速 B 根据关系式v=c-v船求得光速为0.1c,忽视光速不变原理,实际上接近光速时,以上关系式已不再适用 C 根据关系式v= 求得光速为 ,忽视光速不变原理,实际上接近光速时,以上关系式已不再适用 【自我小测】 1.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( ) A.0.4c B.0.5c C.0.9c D.1.0c 【解析】选D。根据光速不变原理，在一切惯性参考系中测量到真空中的光速c都一样，而壮壮所处参考系即为惯性参考系，因此壮壮观察到的光速为1.0c，选项D正确。 2.一列火车以速度v相对地面运动，在车厢的正中点装有一盏闪光灯，当它闪光时，有两个光子分别向左、向右传播，在火车的前后两端装有设备，使坐在车中的观察者能测知这两个光子何时到达两端，通过某种巧妙的装置，静止在地面上的另一观察者也能测知这两个光子的传播过程，若车厢长为l，则： (1)车厢内的观察者测得两光子从闪光开始到达前后端各需要多少时间？时间差为多少？ (2)静止于地面的观察者测得两光子从闪光开始到达前后端，各需要多少时间？时间差为多少？ 【解析】(1)以车厢为参考系，两个光子均以光速传播 即两个光子同时到达前后端，时间差为t2- t1=0 (2)以地面为参照物，设向前运动光子与前端相遇时间为t1， 则 设向后运动光子与后端相遇时间为t2，则ct2= -vt2，所以 即两光子不同时到达前后端，时间差为 答案：(1) (2)