物理学中的时空观

时空观,对于物理系的师生来说并不陌生,但有些同学只知道时空观的内容,不知道它是如何发生、发展及变化的,这里介绍两种在物理学中影响大,占统治地位时间长的时空观:绝对时空观与相对时空观。 绝对时空观,是力学之父牛顿创立的。1664年,牛顿综合地接受了原子论的无限时空和宗教中上帝与时空共存的两种看法,将二者融合到一起,形成了绝对时空观。 牛顿的绝对时空观,是历史发展的产物,也是他的力学体系的基点。它代表了自然哲学和自然科学发展过程中一段很长时期的观点,影响很大。牛顿之前的     

关于狭义相对论时空观教学的探讨

狭义相对论的时空观是大学物理教学中的重点内容,而反映狭义相对论时空观的同时的相对性、动钟变慢和动杆收缩效应是教学的难点。本文首先通过分析学生学习的难点所在,解读狭义相对论时空观与经典力学时空观的本质区别,然后通过典型例题教学,巩固狭义相对论的时空概念,解决学生盲目地将原时、静长等时空概念与狭义相对论中的静系与动系机械对应的问题,从而使学生真正理解相对论的时空概念,理解狭义相对论的时空观。     

相对论时空观中“长度缩短”效应推导过程的辨析

狭义相对论是以相对论时空观为基础的理论．它打破了经典物理中的绝对时空观，指出时间和空间不再各自独立，而是彼此互相影响的．由此引发了许多和经典物理中的绝对时空观所不同的各种效应，例如：同时的相对性、长度缩短、时间膨胀等．这必将使习惯了用经典时空观思考和解决问题的我们在理解这些新效应的时候出现问题．     

狭义相对论中动尺收缩效应之认识

1905年,爱因斯坦创立了狭义相对论,从而把牛顿力学中对宏观低速物体的研究推广到高速运动的物体,得到了一套崭新的时空观.动尺收缩是狭义相对论时空观的经典效应,狭义相对论时空观的基础是同时的相对性.因此同时的相对性与动尺收缩效应存在必然的联系.     

大学物理教学中如何讲狭义相对论时空观

对狭义相对论时空观教学提出可行的教学方案,使学生既能够自然、轻松地理解狭义相对论时空观的主要内容,又能够体验爱因斯坦从平凡事件中发现非凡成果的物理思维过程.     

理解相对时空观的一个简单例子

绝对时空观正确则伽利略速度变换公式成立.本文从世界观角度分析一个常见的伽利略速度变换不成立的例子，指出其中世界观的冲突，引导重建自洽的包含相对时空观的世界观.     

“三重”探究建构相对论时空观

从学生的实际出发,设计“三重”探究,即“学史”探究、“实验”探究、“应用”探究,让学生从“绝对时空观”的前概念中建构起新的相对论时空观．     

从“时间间隔的相对性”谈“因果关系的绝对性”

首先结合简单的中学物理习题,探讨有关"时间间隔的相对性"问题,再从"时间间隔的相对性"角度,探讨"因果关系的绝对性"重要结论,让学生了解经典时空观和相对论时空观的主要区别.     

大学物理狭义相对论时空观的教学讨论

在狭义相对论时空观的教学中,关键是要抓住光速不变原理这条主线,使学生既能从严密的数学逻辑理解又能从物理本质理解．本文根据作者多年的教学实践,就此对狭义相对论时空观教学进行了讨论．     

突破绝对时空观 人类认识深入到高速与字观世界（上）——科学发展的人文历程漫话之十三

考察了突破绝对时空观,人类认识深入到高速世界,建立狭义相对论的曲折过程及思想观念的艰难转变,包括牛顿的绝对时空观及其缺陷、狭义相对论建立前的重重迷雾、爱因斯坦创建狭义相对论的思路以及狭义相对论的最终被确认．     

相对论的教学要紧扣“相对”

通过强调相对性,介绍一种狭义相对论时空观的教学方法。     

“乘不同飞船的双生子效应”问题探讨

通过实例对相对论的时空观做探讨.阐述了当双生子乘坐不同飞船下的相对论效应.     

关于相遇的绝对性和相对性的讨论

本文从一道习题出发,讨论了相遇的绝对性和相对性,便于学生理解狭义相对论时空观,可供教学时参考.     

物理学时空观必须变革

《物理》杂志年来发表了不少关于相对论讨论的文章,对这些文章的观点,我们认为存在着下述问题:　1.所谓相对论问题,实质应是时空观的问题,如果眼光仅局于突破相对论或光速不变的圈子,这样就难以认清当前发展物理学时空观所需抓的主要矛盾是什么. 2.要使讨论不致脱离物理学实际,必须首先弄清现有时空观与实践是否存在尖锐的矛盾,矛盾又是什么。 3. 我们认为,主要矛盾不在于光速及狭义相对论;现在的物理学基本概念(包括物质和时空的观念)与实验的冲突在于我们碰到了物质时空的另一个层次,而理论则与此脱节.因此,现在时空观念应被推翻的是时空…     

迈克尔逊——科学界的艺术家

 迈克尔逊干涉仪实验是高等院校普遍开设的一个近代物理实验，实验中所采用的迈克尔逊干涉仪是迈克尔逊为了研究“以太”漂移而设计和制造的精密光学仪器，主要用来测量光波波长、光源相干长度等各种微小量。而迈克尔逊-莫雷实验的结果意味着经典物理时空观的终结和全新的现代物理时空观的建立，今天人们重新认识该实验，对理解其优美的设计思想和精湛的实验技巧具有重要意义。     

由经典力学引入狭义相对论

为避免学生对狭义相对论产生畏难情绪,在引入狭义相对论时,不作洛伦兹变换公式的推导,通过例子计算给出相对论时空观的结论．     

洛伦兹变换的引入及其时空图像讨论

狭义相对论是理工科大学物理课程教学中的一个难点,这是因为狭义相对论所涉及的时空效应在实际中都很难被观测到,而反映相对论时空观的洛伦兹变换又较为抽象,学生在学习过程中通常是机械地记忆公式,而并没有真正理解相对论的时空观及其与洛伦兹变换之间的联系.针对这一问题,本文介绍了一种引入洛伦兹变换的新方式:首先通过直观的思想实验定量地导出时间延缓、长度收缩和同时性的相对性等时空效应的数学表达式,然后在此基础上推导得到洛伦兹变换的x坐标变换式和时间变换式,并结合推导过程对其时空图像进行讨论.通过洛伦兹变换的这种引入方式可将相对论时空效应与洛伦兹变换紧密地联系起来,突出了洛伦兹变换的物理图像,从而加深学生对洛伦兹变换及相对论时空观的理解.     

大学物理相对论部分教学中的几点探讨

大学物理中狭义相对论部分较难理解,本文结合洛伦兹变换,分析了相对论时空观、相对论中的因果关系以及相对论质量的概念,给出相关结论.     

浅析狭义相对论时空观

本文利用洛伦兹变换推导出长度收缩及时间延缓两个相对论效应,探讨两者的相对性及相互联系,从而加强对狭义相对论时空观的理解.     

狭义相对论效应--运动尺子变短的计算机模拟演示实验

利用精练的C语言进行程序设计,定量模拟狭义相对论的运动尺子变慢,并对处于两种不同时空观的直尺进行对比．使得空间膨胀效应变得直观。