1.牛顿运动定律的适用条件是什么?
【提示】 宏观物体、低速运动和惯性参考系.
2.伽利略的相对性原理与狭义相对性原理有什么不同?
【提示】 伽利略的相对性原理认为力学规律在任何惯性系中是相同的;狭义相对性原理认为在不同惯性系中一切物理规律都是相同的.
1.惯性系和非惯性系
牛顿运动定律能够成立的参考系,相对于这个惯性系做匀速直线运动的另一个参考系也是惯性系.
牛顿运动定律不成立的参考系称为非惯性系.
2.伽利略相对性原理
力学规律在任何惯性系中都是相同的,即任何惯性参考系都是平权的.
3.相对性原理与电磁规律
根据麦克斯韦的电磁理论,真空中的光速在任何惯性系中都是一个常量,但是按照伽利略的相对性原理,在不同惯性系中的光速应是各不相同的.迈克耳孙-莫雷实验证明:不论光源和观察者做怎样的相对运动,光速都是相同的.
4.迈克耳孙-莫雷实验
(1)实验背景:根据麦克斯韦的电磁理论可以直接得到真空中电磁波的速度,并不需要初始条件,也就是说,"电磁波的速度是c",这本身就是电磁规律的一部分,而不是电磁规律应用于某个具体事物的结论.于是,问题出现了:麦克斯韦的电磁理论相对哪个参考系成立?如果它相对参考系S是正确的,另外还有一个参考系S′,S′相对于S以速度v运动,那么光相对于S′的速度应该是(c-v)而不是c,好像电磁规律不是对任何惯性系都一样.
(2)实验结论:不论光源与观察者做怎样的相对运动,光速都是一样的.
1.假设有一天某人坐在"神舟"号飞船上,以0.5c的速度遨游太空,当他打开一个光源时飞船正前方地面上的观察者看到这一光速为________,飞船正后方地面上的观察者看到这一光速为________,在垂直飞船前进方向地面上的观察者看到这一光速是________.
【解析】 根据狭义相对论的假设,真空中的光速相对于不同的惯性参考系是相同的,即在地面上任何地方的观察者看到的光速都是c.
【答案】 c c c