2019-2020学年沪科版选修3-4 5.3 奇特的相对论效应 5.4 走近广义相对论 5.5 无穷的宇宙 学案
2019-2020学年沪科版选修3-4 5.3 奇特的相对论效应 5.4 走近广义相对论 5.5 无穷的宇宙 学案第2页

  (2)光线弯曲:按照爱因斯坦的广义相对论,在引力场存在的情况下,光线是沿弯曲的路径传播的,光线在引力场中弯曲的一个推论是引力透镜效应.

  (3)引力红移:根据爱因斯坦广义相对论,在强引力场中,时钟要走得慢.因此光在引力场中传播时,它的频率或波长会发生变化,计算表明,氢原子发射的光从太阳传播到地球时,频率要比地球上氢原子发射的光的频率低,这就是引力红移效应.

  三、无穷的宇宙

  1.宇宙的起源

  目前最有影响的是大爆炸学说,它是由俄裔美国物理学家伽莫夫在1948年首先提出的.该理论认为,我们观察到的宇宙,产生于最初的一次大爆炸.那时宇宙的温度极高、密度极大、体积极小,伽莫夫根据大爆炸理论预言,作为爆炸的后果,宇宙空间应该存在当时产生的微波辐射.20世纪60年代美国科学家威尔逊和彭齐亚斯在一次实验中意外接收到一种来自空间的一种微波噪声,被认为是一百多亿年前的宇宙存留到今天的遗迹.为此他们获得了1978年的诺贝尔物理学奖.

  2.宇宙的演化

  1929年,美国天文学家哈勃用望远镜对远距离星云进行观测时,发现那些存在"红移"现象的恒星正在离我们远去,也说明星系系统处于一种膨胀状态.在宇宙演化过程中,黑洞是恒星演化的结果.

  

   狭义相对论的几个主要效应的理解

  1.时间延缓的理解

  如图所示,K′系中,A′处有闪光光源及时钟C′.M′为反射镜,K′系相对K系以速度u向右运动.

  第一事件:闪光从A′发出;

  第二件事:经反射返回A′.

  K′系中Δt=;

  K系中Δt== ;

  解之,可得Δt= .

  可见,在运动参考系中观测,事物变化过程的时间间隔变大了,这叫做狭义相对论中的时间膨胀(动钟变慢).

  时间延缓效应的理解:

(1)时间延缓效应的来源是光速不变原理;