爱因斯坦心目中的宇宙 微观世界与量子论 1．理解相对论时空观，灵活运用质能关系分析解决问题．(重点＋难点)2．理解光电效应和光的波粒二象性，理解氢原子光谱．(重点)一、爱因斯坦的时空观1．同时的相对性“同时性”在惯性系中，在低速时是没有疑问的，例如一列火车在做匀速直线运动，在某车厢中的中点一个人点燃一支蜡烛．他看到车厢前后两壁是同时被照亮的，地面上的人也应认为前后壁都是被同时照亮的．但有了光速不变原理时，情况就不一样了，当火车速度较大时，地面上的人将认为光先到达后壁，而后到达前壁．这就是“同时的相对性”．2．时空的相对性假如有一个事件 P 发生，在参考系 A 中的坐标为(x，y，z)，发生的时间为 t，在以速度 v 运动的参考系 B 中的坐标为(x′，y′，z′)，发生的时间为 t′，则有变换公式：爱因斯坦的时空相对性揭示了时间、空间与物质运动存在着内在的不可分割的联系，并给出了它们之间的定量关系．二、两个奇特的效应1．长度收缩效应物体静止长度 l0和运动长度 l 之间的关系为：l＝l0上面的式子说明，相对于地面以速度 v 运动的物体，从地面上看，沿着运动方向上的长度变短了，速度越大，变短得越多．2．时间延缓效应Δt＝上面的式子具有普遍意义，当从地面观察以速度 v 前进的火车时，车上的时间进程变慢了，不仅时间变慢了，物理、化学过程和生命的过程都变慢了，但车上的人都没有这种感觉，他们反而认为地面上的时间进程变慢了．三、爱因斯坦的质速公式经过严格的证明，物体有静止质量 m0和运动的质量 m，它们之间有如下关系：m＝ ．从上式可以看出，当物体(一般是粒子)的速度很大时，其运动时的质量明显大于静止时的质量．四、质能关系按照相对论和基本力学定律可推出质量和能量具有如下关系：E＝mc 2 ．这就是著名的质能关系．如果用 Δm 表示物体质量的变化，ΔE 表示能量的变化，那么它们的关系可以表示为ΔE＝Δ mc 2 ．该式表示，随着一个物体质量的减小，会释放一定的能量；与此同时，另一个物体吸收了能量，质量也会增大．五、光电效应1．定义：当可见光和其他电磁辐射照射到金属表面上时，能从金属表面打出电子，这种现象叫做光电效应，而被打出的电子叫做光电子．2．光子说概述：爱因斯坦于 1905 年提出光子说．光在空间的传播是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量子，一个光子的能量为 E＝hν，ν 为光的频率，普朗克常量 h＝6．63×10－34 J·s．...
