第四节广义相对论第五节宇宙学简介学习目标重点难点1.能说出广义相对性原理和等效原理的内容.2.能说出广义相对论的主要结论.3.能说出人类对宇宙演化的认识和宇宙学的新进展.重点:1.对广义相对性原理和等效原理的理解.2.对广义相对论的几个结论的理解.难点:用广义相对论的结论分析相关问题.一、广义相对论的基本原理1.等效原理在物理学上,引力场等效于一个做匀加速运动的参考系.2.广义相对性原理广义相对论认为在任何参考系中,物理规律都是相同的.二、广义相对论的主要结论1.光线在引力场中偏转根据广义相对论,物质的引力会使光线弯曲,引力场越强,弯曲越厉害.2.引力红移按照广义相对论,引力场的存在使得空间不同位置的时间进程出现差别.3.水星近日点的进动天文观测显示,行星的轨道并不是严格闭合的,它们的近日点(或远日点)有进动.三、人类对宇宙演化的认识1.爱因斯坦利用广义相对论来考察宇宙学,建立了现代宇宙学的第一个宇宙模型——由弯曲空间构成,没有边界没有中心,宇宙中有物质,但在整体上是无运动的,所以这是一个有限的、静态的宇宙.2.科学家们已经计算出宇宙的大小为1
0×1026米~2
0×1026米,年龄为1
0×1010年~2
5×1010年.四、宇宙学的新进展科学家在宇宙中探索,发现了许多新奇的现象,超新星的爆发,惊人的中子星,可怕的“黑洞”,有趣的“白洞”和“虫洞”……对广义相对论的基本原理和几个结论的理解.1.狭义相对论无法解决哪两个问题
答案:万有引力理论无法纳入狭义相对论的框架和狭义相对论是惯性参考系之间的理论.2.怎样理解广义相对性原理
答案:广义相对性原理关键一点是适用于任何参考系.3.怎样理解等效原理
答案:我们可以从引力场和匀加速参考系产生的效果上来考虑等效原理,引力场的作用是使物体加速向下运动,如果参考系是加速向上运动的,我们将会观察到静止的物体也“向下”运动,它们两者产