如果你來講「廣義相對論」課程,你會如何設計?

2025-02-19 11:20:27 字數 5275 閱讀 9667

1樓:幕哥說劇

廣義相對論是現代物理中基於相對性原理利用幾何語言描述的引力理論。該理論是愛因斯坦一大理論成果,可以解釋巨集觀世界一切物體的運動,可以在一切座標系下運用,本身又保持了相當完美的對稱性和簡潔性。隨著空間探測技術的發展,廣義相對論的許多結論都得到了證明,而廣義相對論和量子力學構成了現代物理的兩大支柱。

由於該理論涉及到很多抽象的概念,對許多人而言,接受起來還是比較困難的,在進行該部分課程設計時,我覺得內容上可以採用由淺入深的形式,重在介紹理論,對於一些數學推導可以選擇性地略去,保留基本的數學公式和方法說明即可。

具體的設計內容如下:

在這部分可以簡要介紹一下該理論提出者、發展過程以及主要內容。廣義相對論是由愛因斯坦提出的,可以解釋巨集觀世界一切物體的運動,適用於一切座標系,廣義相對論是建立在四個假設之上,等效原理、馬赫原理、廣義相對性原理、光速不變原理。

通過這四個假設,愛因斯坦認為慣性場和引力場等效,以及所有參考系的平權性。然後愛因斯坦把引力場認為是一種幾何效應。是由於質量在空間上的分佈不均勻,導致空間的空間扭曲。

按照愛因斯坦的想法,引力是由於質量空間分佈不均勻造成的幾何效應。

廣義相對論作為宇宙學的理論基礎,特別是近幾十年觀測技術的進步,使得宇宙學建立起了相對完整的理論系統。廣義相對論還預言了引力彎曲效應極大情況下黑洞的存在。

二、重點介紹四大假設。

等效原理廣義相對論用的是強等效原理。引力場與慣性場的的一切物理效應都是局域不可分辨的。

馬赫原理慣性力起源於物質間的相互作用,起源於受力物體相對於遙遠星系的加速運動,而且與引力有著相同或相近的物理根源。

廣義相對性原理一切參考系都是平權的,物理定律在任何座標系下形式都不變,即具有廣義協變性。

光速不變原理任意觀測者測量的光速都是c。

三、數學基礎。

該部分要介紹張量定義、張量分析、平移及運動、度量與運算等概念。

四、愛因斯坦場方程。

在以上數學基礎上,逐步推出新的運動方程。

五、廣義相對論的若干推論和實驗驗證及應用。

2樓:宇宙視角看宇宙

陳氏宇宙模型:我會先承認錯誤,然後正視兩點。先承認狹義相對論是錯誤的,承認時空扭曲是錯誤的。然後告訴大家,引力場提法是對的,只是引力場不是時空扭曲,是暗能量(以太)形成的。

3樓:格拉底先生

我會告訴學生,這只是乙個假說!有待證實!

4樓:愛吃西瓜的熊

關於這方面不是特別瞭解,所以你可以上網搜一些相關的**來進行參考,或者是舉一些實際的例子進行對比,這樣更能讓學生直觀的瞭解什麼是廣義相對論。

5樓:史蒂芬斯

首先我會提出一些課題,然後讓同學們進行一定的瞭解,同時也會和孩子們有著更廣闊的互動,而且也會給他們用更多的故事來形象地講述這堂課程。

6樓:懶得可愛的小李

我會將理論和實踐一起結合的,這樣才可以讓學生有乙個更深的認識,也能夠讓學生理解廣義相對論的核心。

7樓:雙魚愛仕達

首先我會有乙個情景匯入,然後根據這個情景引起話題,然後在給學生們講道理,然後讓學生們自由討論。

8樓:大超說教育

我會先設計廣義相對論的一些小知識,然後讓同學們瞭解廣義相對論的重要性和應用。

如果你來講「廣義相對論」課程,你會如何講呢?

9樓:乙個人666啊

在物理學習的過程當中其實有很多定論是一種跨世紀的鉅著,而且這些理論可以說是能夠推動乙個學科的發展,尤其是在物理學當中有一些課程可以說是貫穿物理發展。這其中就包括廣義相對論課程,在廣義相對論當中可以瞭解到慣性系的不同理解,可以說是乙個非常重要的物理概念知識,可能大家覺得廣義相對論只不過是乙個概念而已,但是廣義相對論所提供的一些察衫理念和角度,可以說是為物理學習創造了更多的方向。<>

那麼如果讓我來講述廣義相對論這個課程的話,我主要會講述對慣性系的認識,因為很多人告念在學習物理的時候知道廣義相對論,但是並沒有系統的學習過,所以就需要從最基礎的慣性系來開始學習。然後就是對於慣性定律的重點解釋和特例的**,從慣性定律出發在慣性系當中我們會發現許多理想的參照物品,可能這些思考的方式對於中學生來說非常重要,在日常研究物質運動的時候這些都會成為最基礎的知識。<>

因為在生活襪沒困當中很難找到真正的慣性系,只能夠在乙個特定的範圍內找到合適的參照物品,所以說廣義相對論在慣性定律當中能夠讓大家學習到更多有關於物理的一些知識,並且應用到現實生活當中。所以說如果讓我講述廣義相對論課程,我最開始肯定是會讓大家學習慣性定律理論,然後就是對慣性系逐步認識建立乙個完整的參考系,然後在此基礎上開始進一步學習慣性定律當中的理論分析知識。雖然在學習物理的時候大家都會學習到慣性對於物體的影響,但是這只是幫助大家更好的去做題,基本上不會重點去分析也不會讓大家去了解慣性系的由來,以及對於物體特殊條件之下的作用。

所以說想要講述好廣義相對論這門課程,就需要讓大家有不同的理解。<>

10樓:阿斯達歲的說

可以從下面三方面來講,對於慣性系的認識,定義慣性系,慣性定律,主要是乙個關於物理概念的知識。

11樓:休閒娛樂小達人小吳

我會先圍繞廣義相對論的理論知識來進行講解,然後通過廣義相對論的一些層次,一些體現來進行講解。

12樓:創作者

我認為可以結合一些空間探索的案例進行講述,這樣可以更容易讓人們接受,可以更好的瞭解知識。

關於「廣義相對論」的課程,你會如何講?

13樓:巨集盛巨集盛

在講這種課程的時候,我會通過一些具體的事例來進行講解,這樣就可以讓學生們更瞭解廣義相對論的區別。

14樓:黎昕科普知識小屋

關於廣義相對論的課程,我會先從愛因斯坦的出生背景講解,然後再說他的經歷,再說他的實力。

15樓:結婚發的

我會講廣義相對論的概念,應用,發現的過程,具體的內容,未來的發展。

誰給我通俗易懂的講講廣義、狹義相對論?

16樓:天羅網

分類: 理工學科。

解析: 狹義相對論採用洛倫茲變換,指出測量和運動的關係,比如說「尺縮效應」,「時間膨脹」,都是表明以運動物體為參考系作測量得到的結果與靜止參考系測量的不同。對於兩個不同參考系,長度,時間,質量都是不同的,具體換算由洛倫茲變換給出。

由於物體的質量在接近光速時(由靜止參考系給出)將趨向於無窮大,所以只以有限能量推進,是不能達到光速的。

廣義相對論考慮的是由重力場存在的情況,採用四維時空,即把時間也當作與空間(xyz)相似的一維座標軸;數學上以度歸等形式給出。形象地說,就是在有質量物體存在的地方,空間將發生扭曲,而光總是從最短的路程上經過(或最長、不變),因此觀察將顯示光被「彎曲」了。(此處所說最短時四維時空意義下的最短,而在四維時空由度歸表示的情況下,已經沒有直線的定義;在三維空間觀察是一條曲線。

這個可以進行以下類比:在地球儀表面上的一段最短距離在三維來看其實是一條曲線。當然,把三維對映到二維亦然)光線的彎曲在愛因斯坦提出廣義相對論一年多以後的日全食時候被星星的位移所證明。

此後多次的觀測都證實了這一點。

廣義相對論預言了黑洞。其中有一系列比較複雜的推導過程,得到了靜止和帶電旋轉的兩種黑洞方程。(我不知道是不是有更多的型別)黑洞內部的光錐與外部不同,其時間軸可以向兩個不同方向進行,但空間軸只能有乙個方向(單向的xyz)(顯然的,我們的時間軸指向乙個方向進行,而沒有反演)

蟲洞」的預言以及「時間倒流」在初步的廣義相對論書籍中沒有提及。

與狹義相對論不同,廣義相對論的學習和理解需要非常深的數學基礎,並且由於與我們平日習慣的不同,對廣義相對論的理解更大程度上是從數學上進行的。

建立在假設基礎上的狹義相對論為什麼影響這麼大

17樓:網友

一切物理學理論,乃至一切理論,都建立在一定的假設之上。沒有不做假設的理論,最多僅僅是所依賴的假設得到了公認(即所謂的公理),甚至(嚴格)證明(即所謂的定理、定律等)。但需要補充的是,即便是嚴格的證明推到最原始的李慶基程度也依賴於假設,比如歐里幾德幾何五條公理是歐式幾何的根本,一切歐式幾何證明求解最終都會推到這裡;同時還要求按照邏輯學結論進行的證明和求解過程是有效的。

按照基本邏輯原則而建立在假設上的理論,如果假設有效,那麼這個理論就能夠在其所規定的範疇內哪謹發揮作用,並根據社會發展而相應發揮作用、產生影響;而如果假設無效,則相應的理論也失去了根基,變成空中樓閣,即使碰巧得到了正確的結果也依舊不為人所承認。

狹義相對論是電動力學中的乙個理論,由愛因斯坦首創(雖然在創立過程中他也曾受到過他人的影響,至少麥可遜莫雷實驗證實了光速不變現象)。由於其假設有效(經差信過了充分的實驗驗證),這個理論自然是有效的,從而具備了產生影響力的必要條件;至於這個理論究竟能夠發揮多少作用,還要看社會的發展;當代社會由於達到了能夠應用核能的程度,狹義相對論自然能夠發揮其作用,而假如科技達不到核能層次,狹義相對論則更多停留在理論層次上。同時除了核能這一典型應用之外,狹義相對論還啟發愛因斯坦創立了奠定其學術地位的廣義相對論,後者的影響力雖然沒有核能那樣激烈,但在精確計時等領域中卻絕對少不了相對論的參與。

實際上相對論的作用和意義仍不止於此,但卻與本問題無關了。

如何通俗易懂的解釋廣義相對論,用簡單的話說明?

18樓:小炎認真回覆問題中

對於科學發展,對於整個世界的推動是很巨大的,尤其是對於一些跨時代的作品,比如曾經的愛因斯坦發表的相對論,即便是現在都還在使用,裡面分為狹義相對論以及廣義相對論,人們會感到疑惑如何通俗易懂的解釋廣義相對論,用簡單的話說明?其實就是質量和能量之間可以進行轉換,我們來具體分析一下。

首先這是愛因斯坦很早的時候的理論,真的就是跨時代的作品,不要看我們現在理解起來比較簡單,但是當時釋出的時候沒有乙個人可以聽懂,甚至覺得這就是隨口胡說,但是時間可以證明一切,現在的宇宙探索以及科學的進展都還是不斷研究愛因斯坦的相對論,其中的廣義相對論其實就是乙個方程,解釋了物體只看質量和能量之間可以進行轉換,比如最常見的木炭燃燒,這其實是乙個化學反應,最後得到的灰燼也不是原來的木炭,這時候釋放了很多的能量。

比如熱能,光能等,而整個過程裡面,會發現其實木炭的質量是降低了非常多的,最後只有灰燼而已,而這其實就是乙個質量以及能量的轉換過程,但是畢竟要克服很多的自然因素,所以最後都會消失沒有,但是整個過程不管是化學角度的質量守恆,化學元素的守護,還是物理角度的能量守恆都是達到的。

只不過裡面更深次的角度來看,物體質量和能量之間可以進行轉換,不過也有一定的損耗,具體大家可以看看網路上對於這個方程式的解釋,確實是很具有跨時代的意義,而狹義的相對論來看,就是研究宇宙層次的級別,尤其是對於穿越的問題上,還有光速的聯絡,真的是具有跨時代的意義。

狹義相對論和廣義相對論的區別

相對論是關於時空和引力的基本理論,主要由愛因斯坦創立,分為狹義相對論 特殊相對論 和廣義相對論 一般相對論 相對論的基本假設是光速不變原理,相對性原理和等效原理。相對論和量子力學是現代物理學的兩大基本支柱。奠定了經典物理學基礎的經典力學,不適用於高速運動的物體和微觀條件下的物體。相對論解決了高速運動...

廣義相對論的疑惑

廣義相對論目前來說是正確的 時間相對靜止,但也只適用於他本身,假設一輛汽車以接近光速的速度行駛,那麼裡面的乖客的時間相比於外面的人的時間就要過的慢,我們過了一天,他們可能只過了一秒 這取決於他的速度是光速的幾 另有一套理論能證明物體的速度永遠達不到光速,這裡就不詳細說了 你第二個問題 那麼當他停止時...

尋找 廣義相對論基礎 原文

搜尋論動體的電動力學。相對論就這點?你還是去書店買本吧 廣義相對論的基礎 原文 有?100 廣義相對論 愛因斯坦的第二種相對性理論 1916年 該理論認為引力是由空間 時間幾何 也就是,不僅考慮空間中的點之間,而是考慮在空間和時間中的點之間距離的幾何 的畸變引起的,因而引力場影響時間和距離的測量。求...