人教版物理選修3-4學(xué)案：15.4 廣義相對論簡介
審核：高二物理組
寄語：夢想決定現(xiàn)實(shí)。但，當(dāng)夢想只是夢想，現(xiàn)實(shí)就是另一種現(xiàn)實(shí)！
學(xué)習(xí)目標(biāo)：
1．了解廣義相對性原理和等效原理。
2．了解廣義相對論的幾個結(jié)論。
學(xué)習(xí)重點(diǎn)
廣義相對性原理和等效原理。
難點(diǎn)
理解廣義相對論的幾個結(jié)論。
知識回顧
一、狹義相對論的兩點(diǎn)假設(shè)：
1、狹義相對性原理
在不同的 參考系，一切 都是相同的
2、光速不變原理
真空中的 在不同的慣性參考系中是 的，光速與光源、觀察者間的相對運(yùn)動沒有關(guān)系。
引入新課
1915年，繼狹義相對論發(fā)表10年之后，愛因斯坦又發(fā)表了廣義相對論。這節(jié)課我們來了解一下廣義相對論的基本原理和幾個結(jié)論 。
B級一、超越狹義相對論的思考
愛因斯坦思考狹義相對論無法解決的兩個問題：
1、引力問題
定律無法納入狹義相對論的理論框架；
2、非慣性系問題，
只適用于慣性系，為什么慣性系具有這樣的地位？ 無法解釋
B級二、廣義相對性原理和等效原理
1、廣義相對性原理：
在 參考系中， 都是相同的。
2、等效原理：
一個 的引力場與一個做 運(yùn)動的參考系等價。
停泊在行星表面的飛船里，沒有支撐的物體會做自由落體運(yùn)動即勻加速運(yùn)動，這是因?yàn)轱w船處在行星表面空間的引力場中；如果飛船遠(yuǎn)離行星表面做勻加速運(yùn)動，也會觀察到?jīng)]有支撐的物體的自由落體運(yùn)即勻加速運(yùn)動。我們不能根據(jù)飛船內(nèi)的自由落體運(yùn)動來判斷飛船到底在加速運(yùn)動，還是停在一個行星的表面。這說明一個均勻的引力場與一個做勻加速運(yùn)動的參考系等價，這就是等效原理。
B級三、廣義相對論的幾個結(jié)論
1、物質(zhì)的引力使光線發(fā)生 。20世紀(jì)初，人們觀測到了太陽引力場引起的光線 。觀測到了太陽后面的恒星。
1）、飛船外觀察者看到這束光是直線傳播的（水平向右）
2）、如果飛船做勻速直線運(yùn)動，船上觀察者記錄下的光的徑跡是一條直線（虛線）
3）、如果飛船做勻加速運(yùn)動，在光向右傳播的同時，飛的速度也在不斷增大，因此船上觀察者記錄下的光的徑跡是一條拋物線。
2、 的存在使得空間不同位置的時間進(jìn)程出現(xiàn) ．例如在強(qiáng)引力場的星球附近，時間進(jìn)程會變慢，就像我們看到高速運(yùn)動的火車上時間進(jìn)程變慢一樣。
3、引力紅移
宇宙中有一類恒星，體積很小，質(zhì)量卻很大，叫做 ，矮星表面的引力很強(qiáng)，按照廣義相對論，那里的的時間進(jìn)程比較慢，那里原子發(fā)光的頻率比同種的原子在地球上發(fā)光頻率低，看起來偏紅，這個現(xiàn)象叫做 ．
知識鞏固：
閱讀課本內(nèi)容和“科學(xué)漫步”， 完成課本中本節(jié)“問題與練習(xí)”的題目1。
反思小結(jié)：
15.4 廣義相對論簡介檢測卡
A級1、本節(jié)我們了解了愛因斯坦在對狹義相對論無法解釋的兩個問題進(jìn)行思考的基礎(chǔ)上，提出了 和 ，從而創(chuàng)立了 相對論。我們還了解了廣義相對論的兩個結(jié)論：一是 ，二是
，雖然這些原理既基本又簡單，從中體會愛因斯坦帶給我們啟迪的新思想、新觀念卻顯得非常重要。
A級2、結(jié)合前面所學(xué)知識比較狹義、廣義相對論。
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