《2018-2019版高中物理 第5章 新時(shí)空觀的確立 5.4 走近廣義相對(duì)論 5.5 無(wú)窮的宇宙課件 滬科版選修3-4.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019版高中物理 第5章 新時(shí)空觀的確立 5.4 走近廣義相對(duì)論 5.5 無(wú)窮的宇宙課件 滬科版選修3-4.ppt（22頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、5.4走近廣義相對(duì)論 5.5無(wú)窮的宇宙,第5章新時(shí)空觀的確立,學(xué)習(xí)目標(biāo),1.了解廣義相對(duì)論的兩個(gè)基本原理. 2.初步了解廣義相對(duì)論的幾個(gè)結(jié)論及主要觀測(cè)證據(jù). 3.了解宇宙的演化.,內(nèi)容索引,,重點(diǎn)探究 啟迪思維 探究重點(diǎn),達(dá)標(biāo)檢測(cè) 檢測(cè)評(píng)價(jià) 達(dá)標(biāo)過(guò)關(guān),自主預(yù)習(xí) 預(yù)習(xí)新知 夯實(shí)基礎(chǔ),自主預(yù)習(xí),1.廣義相對(duì)論的兩條基本原理 (1)廣義相對(duì)性原理：在任何參考系中(包括慣性參考系)，物理_______ _____都是相同的. (2)等效原理：一個(gè)均勻引力場(chǎng)與一個(gè)做_____運(yùn)動(dòng)的參考系等價(jià). 2.廣義相對(duì)論的預(yù)言與證實(shí) 天體間的引力作用使_____彎曲，引力場(chǎng)存在時(shí)，_____彎曲、光在傳播時(shí)頻率_
2、____(引力紅移)，這些結(jié)論通過(guò)宇宙中觀測(cè)到的一些現(xiàn)象(比如：行星軌道不是嚴(yán)格封閉的，宇宙中的“__________”、太陽(yáng)光譜中的鈉譜線的引力紅移等)得到證實(shí).,過(guò)程和,規(guī)律,加速,時(shí)空,光線,變低,海市蜃樓,3.無(wú)窮的宇宙 關(guān)于宇宙的起源，目前比較有影響的理論是物理學(xué)家______的____ ______學(xué)說(shuō).該理論認(rèn)為，宇宙從最初的溫度____、密度____、體積 ____開(kāi)始，隨著爆炸的發(fā)生，不斷地向各個(gè)方向迅速____. 宇宙演化的過(guò)程是：從粒子到恒星到____.,伽莫夫,宇宙,大爆炸,極高,極大,極小,膨脹,黑洞,重點(diǎn)探究,一、廣義相對(duì)論的兩個(gè)基本原理,導(dǎo)學(xué)探究 乘電梯時(shí)，當(dāng)電梯
3、開(kāi)始啟動(dòng)上升時(shí)，你有什么感受？如果電梯一直加速上升，你又會(huì)有什么感受？,答案電梯啟動(dòng)實(shí)際上是一個(gè)加速過(guò)程，正是這個(gè)加速度使你感到被向下壓，產(chǎn)生沉重的感覺(jué)，即出現(xiàn)超重.也就是說(shuō)，在電梯加速上升時(shí)，好像地球?qū)δ愕囊υ黾恿耍虼?，我們完全可以認(rèn)為，電梯這個(gè)加速參考系就相當(dāng)于給你加上了一個(gè)均勻向下的引力.,答案,知識(shí)深化廣義相對(duì)論的兩個(gè)基本原理 1.廣義相對(duì)性原理：在任何參考系中(包括慣性參考系)，物理過(guò)程和規(guī)律都是相同的. 2.等效原理：一個(gè)均勻引力場(chǎng)與一個(gè)做加速運(yùn)動(dòng)的參考系等價(jià).,例1假如宇宙飛船是全封閉的，航天員與外界沒(méi)有任何聯(lián)系.但是航天員觀察到，飛船內(nèi)沒(méi)有支撐的物體都以某一加速度落向艙底.
4、根據(jù)這一現(xiàn)象航天員能判斷飛船處于某一星球表面嗎？,答案,答案不能,解析飛船內(nèi)沒(méi)有支撐的物體都以某一加速度落向艙底的原因可能是飛船正在向遠(yuǎn)離任意天體的空間加速飛行，也可能是由于飛船處于某個(gè)星球的引力場(chǎng)中.實(shí)際上飛船內(nèi)部的任何物理過(guò)程都不能告訴我們飛船到底是加速運(yùn)動(dòng)還是停泊在某個(gè)行星的表面.,解析,導(dǎo)學(xué)探究 你知道廣義相對(duì)論的一些有趣的結(jié)論嗎？,答案時(shí)空彎曲、光線彎曲、引力紅移,二、廣義相對(duì)論的預(yù)言與證實(shí),答案,知識(shí)深化廣義相對(duì)論的幾個(gè)結(jié)論 1.時(shí)空彎曲：廣義相對(duì)論認(rèn)為，時(shí)空不是平直的，而是彎曲或“扭曲”的，扭曲的根本原因在于時(shí)空中物質(zhì)的質(zhì)量或能量的分布.如果質(zhì)量越大，時(shí)空彎曲的程度也就越大. 2
5、.光線彎曲：在引力場(chǎng)存在的情況下，光線是沿彎曲的路徑傳播的. 3.引力紅移：在強(qiáng)引力場(chǎng)中，時(shí)鐘要走得慢些.因此，光在引力場(chǎng)中傳播時(shí)，它的頻率會(huì)變低，波長(zhǎng)會(huì)變長(zhǎng).,例2在日全食的時(shí)候，通過(guò)儀器可以觀察到太陽(yáng)后面的恒星，這說(shuō)明恒星發(fā)出的光 A.經(jīng)太陽(yáng)時(shí)發(fā)生了衍射 B.可以穿透太陽(yáng)及其他障礙物 C.在太陽(yáng)引力場(chǎng)作用下發(fā)生了彎曲 D.經(jīng)過(guò)太陽(yáng)外的大氣層時(shí)發(fā)生了折射,解析根據(jù)愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論可知，光線在太陽(yáng)引力場(chǎng)作用下發(fā)生了彎曲，所以可以在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候(如日全食時(shí))通過(guò)儀器觀察到太陽(yáng)后面的恒星，故C正確.,解析,,答案,答案比較有影響的理論是宇宙大爆炸學(xué)說(shuō)，即我們的宇宙是從一個(gè)尺度極小的狀態(tài)發(fā)展演化出
6、來(lái)的.1929年美國(guó)天文學(xué)家哈勃發(fā)現(xiàn)銀河系以外的大多數(shù)星系都在遠(yuǎn)離我們而去，距離越遠(yuǎn)，離開(kāi)的速度越大，后來(lái)的分析表明，這是由于我們所處的宇宙正在膨脹，因此星系間距離在不斷增大，在任何地方看起來(lái)，其他星系都在遠(yuǎn)離自己.,三、無(wú)窮的宇宙,導(dǎo)學(xué)探究 關(guān)于宇宙起源，目前比較有影響的理論是什么？,答案,知識(shí)深化 1.宇宙的起源 (1)關(guān)于宇宙起源，目前最有影響的理論是宇宙的大爆炸學(xué)說(shuō). (2)宇宙大爆炸的證據(jù)：宇宙空間存在當(dāng)時(shí)產(chǎn)生的微波輻射. 2.宇宙的演化 (1)天文學(xué)家哈勃用望遠(yuǎn)鏡對(duì)遠(yuǎn)距離星云觀測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)遙遠(yuǎn)的恒星發(fā)出的光譜線普遍存在“紅移”現(xiàn)象.這一現(xiàn)象表明：那些恒星正離我們遠(yuǎn)去，也說(shuō)明星系系統(tǒng)處于
7、一種膨脹狀態(tài). (2)在宇宙演化過(guò)程中，黑洞是恒星演化的結(jié)果. (3)黑洞本身不能發(fā)出光線，所以不可能直接顯示它的存在.但是，可以觀察到它巨大的引力場(chǎng)對(duì)周圍物質(zhì)產(chǎn)生的效應(yīng).,例3觀察遙遠(yuǎn)的恒星發(fā)出的光譜會(huì)出現(xiàn)“引力紅移”說(shuō)明什么？,答案,答案根據(jù)多普勒效應(yīng)，如果恒星向著我們運(yùn)動(dòng)，光的顏色偏藍(lán)；如果恒星離我們而去，光的顏色偏紅.遙遠(yuǎn)的恒星發(fā)出的光譜與地球上同種物質(zhì)的光譜相比，其波長(zhǎng)變長(zhǎng)，即向紅色的一端移動(dòng)，這說(shuō)明：不管往哪個(gè)方向看，遠(yuǎn)處的星系正急速地遠(yuǎn)離我們而去.,,課堂要點(diǎn)小結(jié),1.走近廣義相對(duì)論,兩個(gè)基本原理,,廣義相對(duì)論的幾個(gè)結(jié)論,廣義相對(duì)性原理 等效原理,,時(shí)空彎曲 光線彎曲 引力紅移,
8、,2.無(wú)窮的宇宙,宇宙的起源,,宇宙的演化,大爆炸學(xué)說(shuō) 大爆炸的證據(jù)：微波輻射,,膨脹狀態(tài) 黑洞是恒星演化的結(jié)果,,達(dá)標(biāo)檢測(cè),1,2,3,4,1.宇宙的大爆炸學(xué)說(shuō)是俄裔美國(guó)物理學(xué)家_______提出的.,答案,伽莫夫,2.黑洞是______演化的結(jié)果.,1,2,3,4,答案,恒星,1,2,3,4,3.(多選)廣義相對(duì)論的兩個(gè)基本原理是指 A.光速不變?cè)?B.廣義相對(duì)性原理 C.等效原理 D.同時(shí)的相對(duì)性,,答案,解析,,解析根據(jù)廣義相對(duì)論基本原理內(nèi)容.,1,2,3,4,4.(多選)下列說(shuō)法中正確的是 A.物質(zhì)的引力使光線彎曲 B.光線彎曲的原因是由于介質(zhì)不均勻而非引力作用 C.在強(qiáng)引力的星球附近，時(shí)間進(jìn)程會(huì)變慢 D.廣義相對(duì)論可以解釋引力紅移現(xiàn)象,,答案,,,解析,解析由廣義相對(duì)論的幾個(gè)結(jié)論可知A、C、D正確.,
2018-2019版高中物理 第5章 新時(shí)空觀的確立 5.4 走近廣義相對(duì)論 5.5 無(wú)窮的宇宙課件 滬科版選修3-4.ppt
