經(jīng)典力學的局限性課件3.ppt

1、經(jīng)典力學的基礎(chǔ)是牛頓運動定律，萬有引力定律進一步建立了對牛頓物理學的尊重。著名的物理學家楊振寧稱贊道：“如果有人，有一天要引用現(xiàn)代科學誕生的象征，我選擇了牛頓自然哲學數(shù)學原理在1687年出版的那天?！?威廉莎士比亞，美國電視電視劇)?！跋袼械目茖W一樣，它不會用盡所有的真理，它也有自己的局限性。就像所有的科學理論一樣，“未完成的交響曲”那么在經(jīng)典力學的適用范圍內(nèi)是什么呢？有什么限制呢？1，在低速下高速，例如無限光滑的水面上有質(zhì)量為M的物體，在水平恒力F的作用下從靜止開始運動。(阿爾伯特愛因斯坦，Northern Exposure(美國電視電視劇)，根據(jù)牛頓第二定律，物體可以用加速度a=F/m均

2、勻地加速直線運動。根據(jù)運動學公式，物體的速度v=at，推理：隨著時間的推移，物體的速度繼續(xù)增加，最終物體可以獲得任意速度。但事實并非如此。常識是物體運動速度有限，目前已知的最大速度是光速，現(xiàn)在也不能超過物體運動牙齒牙齒速度，這是經(jīng)典力學無法解決的。這是什么原因造成的？是經(jīng)典力學錯誤嗎？愛因斯坦解釋了狹義相對論中物體為了接近光速運動而遵循的規(guī)律，并得到了幾個茄子其他的經(jīng)典力學觀念和結(jié)論。1，在經(jīng)典力學中，物體的質(zhì)量不隨運動狀態(tài)而變化，狹義相對論是物體的質(zhì)量牙齒物體運動速度的增加，即(1)v08c，物體的質(zhì)量牙齒約增加了17倍。此時，經(jīng)典力學不再適用。(2)例如，地球V，質(zhì)量速度關(guān)系，說明，m0是

3、靜止質(zhì)量，M是物體速度為V時的質(zhì)量，C是真空中的光速，2，與移動的物體和靜止的物體相比，質(zhì)量不僅要發(fā)生變化，而且要沿著運動方向的長度和時間全部發(fā)生變化，都是相對的。以下例子有助于我們理解，在相對論，1971年八月的一天，一名前蘇聯(lián)飛行員例行飛行時無意中“入侵”古埃及。他看到一名金字塔1982年北約飛行員在一次飛行訓練中看到了數(shù)百只恐龍出現(xiàn)在視野中，飛機居然來到了史前時代非洲大陸。(威廉莎士比亞，美國電視電視劇)1970年一架272客機在去邁阿密國際機場的旅行中無緣無故失蹤了10分鐘，10分鐘后客機再次出現(xiàn)在原來的地方。失蹤的瞬間，專家們唯一的解釋是時間“停止”。時間和空間是什么？時間和空間是什

4、么？2，從宏觀到微觀，從19世紀末到20世紀初，人們紛紛發(fā)現(xiàn)電子、質(zhì)子、中子等微觀粒子，發(fā)現(xiàn)它們有粒子性、棉、可變性，他們的運動規(guī)律不能用經(jīng)典力學來形容20世紀20年代，而建立量子力學，準確地描述了微觀粒子運動的規(guī)律性，在現(xiàn)代科學技術(shù)中發(fā)揮了相對論和量子失去經(jīng)典力學牙齒意義只是使人們認識到經(jīng)典力學的適用范圍：只有低速運動不能應用于高速運動。 僅適用于宏觀世界，不適用于微觀世界。討論和交流，3，從弱重力到強重力，萬有引力屬于弱重力，利用萬有引力定律說明天體的運動，預測海王星和冥王星，預測發(fā)現(xiàn)，首次將天空的恒星運動規(guī)律與地面物體的運動規(guī)律統(tǒng)一，但宇宙中有白矮星等一些天體。他們的質(zhì)量接近太陽，但半徑

5、與地球相似，因此密度達到1080，中子星密度達到1016 1019千克/m3。牙齒天體表面的重力比我們常見的重力要強得多，牛頓的引力理論已經(jīng)不適用了。，根據(jù)牛頓萬有引力定律，行星運動必須是橢圓或圓，沿著行星牙齒橢圓或圓進行周期性運動，與實際觀測結(jié)果不一致的經(jīng)典力學也可以做一些解釋。但是水星的實際觀測比經(jīng)典力學預測值的經(jīng)典力學解釋多，愛因斯坦根據(jù)廣義相對論計算出水星近日點的旋轉(zhuǎn)，就需要43的附加值，這并不令人滿意。(阿爾伯特愛因斯坦，美國電視電視劇)與此同時，它還在光線通過大質(zhì)量恒星附近時，在太陽附近時發(fā)生偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象，通過觀測確認，通過討論和醫(yī)生溝通，1，實際天文觀測，行星軌道不嚴格關(guān)閉，他們最近

6、的點作為經(jīng)典力學解釋不斷用什么理論圓滿地解釋了？假設(shè)球形天體的質(zhì)量不變，通過壓縮減小半徑，天體表面的重力會增加，半徑會減少原來的二分之一，重力會增加原來的四倍。這就是平時所說的“反對稱”法則。愛因斯坦引力理論表明，這種力實際上增加得更快。天體半徑越小，這種差異就越大。重力變得無窮大時，接近壓縮天體半徑的“重力半徑”，在太陽或行星重力場中，愛因斯坦和牛頓理論計算出的力的差異不大，但當當天身體的實際半徑接近重力半徑時，牙齒差異將急劇增加。也就是說，對于強引力，牛頓的引力理論萬有引力將不再適用，討論交流和交流，2，天體是什么？對這種科學發(fā)展過程，英國劇作家肖伯納詼諧地說。科學總是從對到錯.這種嘲弄也是一種幽默的表現(xiàn)，討論和交流，討論和交流，3，歷史上的科學成就和新的科學成就有什么關(guān)系？歷史的科學成就沒有被新的科學成就否定，在一些條件下的局部情況下，新的科學成就所包含的東西，當物體的速度比光速c(3x 108毫秒)小得多時，相對論和經(jīng)典理論的結(jié)論沒有區(qū)別。另一個重要常數(shù)“普朗克常數(shù)”h(663X10-34Js)可以忽略時序量子力學和經(jīng)典力學結(jié)論的時候，相對論和量子力學都不否定科舉科學，只認為科舉科學是在特定條件下自己的特殊情況時，相對論和量子力學什么樣的更廣泛理論的特殊情況呢？我們還不知道?！坝懻摵徒?/p>