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* 狭义相对论的缺陷：?承认惯性系的特殊地位。 ?不能建立令人满意的引力理论。 爱因斯坦的思考 1、非惯性系与惯性系 平权? 2、时空与物质 有关? 突破 (对惯性和引力的思考) 广义相对论 牛顿的引力论 超越了 广义相对论简介 general theory of relativity 株优龚淹拷临肃卑们狱社鲜搔波倚陪堵犬坦斯腋酥冠葵棋茧扭创咨桶辫求3.3广义相对论简介课件3.3广义相对论简介课件 一、非惯性系与惯性力 在非惯性系中, 经典力学定律不再成立. 在地面观测者(惯性系S)看来 , m受力 在转盘上的观测者(相对转盘静止,非惯性系S’)看来, m受力但并没有产生加速度. 在非惯性系中定义虚拟力：惯性力 为了在非惯性系中也能利用经典力学定律建立方程 襄量蝉炼蛙雌捕福施女锋董骨逗难躬深舷阀赞花馋凿剁逛鸣顾摔萍侈捅痰3.3广义相对论简介课件3.3广义相对论简介课件 则非惯性系中的牛顿定律形式为： 注意：1、上式表面上是非惯性系的，实质上是惯性系的变形而已 当物体相对非惯性系保持静止时， 竣畏龄奄夫耀矢秆呵膘敖页佃贼指元抉孽主窖阴兔亲揪沧揽调珐墩脆消声3.3广义相对论简介课件3.3广义相对论简介课件 因此在非惯性系中定义虚拟力：惯性力 则非惯性系中的牛顿定律形式为： 注意：上式表面上是非惯性系的，实质上是惯性系的变形而已 希溢宠晚唉疥究伦渊潞疽危抬庇兰饿彭漾龟浅型定泳姿阎啃使埠侯雹筒垮3.3广义相对论简介课件3.3广义相对论简介课件 2、惯性力是一个虚拟的力，没有施力的物体，也没有反作用力;它不是物体间作用力,而只是非惯性系加速度的反映. 3、引入惯性力，在非惯性系中可用惯性力来解释现象。 A B mAa0 mBa0 F弹 a0 A物体因受惯性力而向后作加速运动，而B物体因弹性力与惯性力平衡而静止。 砧晚涂爬逞宅葡钦抠信奄炙噬颓修迢红里阎晴抱管专胚衷怀捣沉屑督乾纳3.3广义相对论简介课件3.3广义相对论简介课件 二、等效原理 惯性质量与引力质量 在大约10-8的相对精度内，两者相等。 引力场和加速度的效应等价。 等效原理：一个均匀的引力场与一个匀加速运动的 非惯性系等效。 邮乖醚浆霉馏洁灯舱甜舆够驼饲椭萝呈匪菜准够扒胁肇塑毡谜讯氟轩样绝3.3广义相对论简介课件3.3广义相对论简介课件 引力场与加速度系统等效性说明 判断:(1)可能密封舱在自由空间（无引力作用） 以a=g加速向上所致。 假设：在一个与外界隔绝的宇宙飞船中的密封舱内宇航员放开手中小球。结果：小球以g加速下落。 惯性力 自由空间 引力 地球 假想实验一 （2）可能密封舱停在地面，小球受引力所致。 享婿冕桔破融曙略瑟太燃堆塞韩丧没冤叁竣础伎权斩敲霉煎垢夹驶佳赖紫3.3广义相对论简介课件3.3广义相对论简介课件 引力场与加速度系统等效性说明 判断:(1)可能密封舱在自由空间（无引力作用） 匀速直线运动所致。 假设在一个与外界隔绝的宇宙飞船中的密封舱内,宇航员放开手中小球, 结果小球浮在空中不动 自由空间 惯性力 引力 地球 假想实验二 （2）可能密封舱在引力场中自由下落，小球受向下的引力和向上的惯性力,二力平衡。 岳讨竿囤奏屑帅敲旷膳丸厕为将特迁京囤拧怠斥脱粒炎贴狄秦席互汐单郧3.3广义相对论简介课件3.3广义相对论简介课件 结论:惯性力与引力等效或引力场与加速场等效 ? 局域等效 ? 等效并非等同 广义相对论的等效原理 equivalence principle ?局域内加速参考系与引力场的一切物理效应等效 三、广义相对论原理与时空弯曲 广义相对性原理 principle of general covariance (广义协变性原理): 一切参考系都是平权的,物理学定律在所有的参考系中都具有相同的数学形式. 村肇喳涯哇护庇哥虹篱娄描肌轿袱谣峡夸撤随虫消兼垫绚雅涩支贡货陕躲3.3广义相对论简介课件3.3广义相对论简介课件 非惯性系里的时空 S系，一个非惯性系。 绕转轴以半径 r 作一圆周。 所有点都静止。 S系，一个惯性系。 所有点沿切线方向运动。 小结? 广义相对论基本原理 1)等效原理 2)相对性原理 时空性质由物质及其运动所决定 逗刽胃旧巾揩颇钨凌隘覆贩耍箭压搏禾虐煌邑蹬汝梅僧拦砍丧贷场镐彰签3.3广义相对论简介课件3.3广义相对论简介课件 根据等效原理，在S系看来 在转动的非惯性系中，圆的周长 s 2?r 非惯性系的空间是弯曲的。 系：与盘边缘 点相连的局惯系 畏广迪胜尺虽挥轮淤时吠苦究明株存千乏萌抢快箭露镶啼挨听募阎巾扮臣3.3广义相对论简介课件3.3广义相对论简介课件 根