相对论和量子论出现的历史背景,为什么说这两大支柱的形成使人类对自然世界的科学探索

fjmyhfvclm2025-01-15  7

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开始对物理界最基本的问题有了更深入的了解和认识,比如,时间、空间等

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两朵乌云,

一个是寻找以太,绝对静止的以太,解释莫雷实验。最后刚好相反,以太是跟任何参考系都静止的光的传播介质,其实就是真空。也就是说,任何惯性参考系,测得的光速都是常数c。

导致了狭义相对论的诞生。广义的是把惯性系和非惯性系统一了,你无法知道你所处的参考系是引力场中惯性系,还是没有引力场的加速系,电磁实验也无法区分。就有了广义相对论。

另一个是黑体辐射,用经典物理得到的两条黑体辐射的曲线,一个在低频基本正确,一个在高频基本正确。找不到一个能描述黑体辐射的经典物理描述。普朗克引进了能量子,即辐射能量不是连续的,是一个最小单位的能量一个一个的辐射的。

解决了这个问题。量子力学诞生了,但是量子力学的发展过程是非常曲折的,很长时间人们对微观粒子的行为都不能有一个正确认识,比如电子,人们总问,电子到底是波还是粒子??既是波,又是粒子,到底是怎么一个影象呢??

现在也不能回答,最好是不问这个问题。本来就是跟我们的经验不符的东西,所以不能用我们的经验来提经典模型中的问题。

相对论和量子论出现的历史背景,为什么说这两

胜寒的回答:


结合所学知识指出相对论和量子理论出现的历史背景。为什么说这两大支柱的形成使人类对自然世界的科学探索又跃上了一个新的高度?

答:背景:19世纪,物理学的新发现对经典力学的绝对时空观提出了挑战。

原因:爱因斯坦揭示了时间和空间的本质属性,将牛顿力学概括在相对论之中;普朗克的量子论发现了微观物质的运动规律。两者构成了现代物理学的基础,弥补了经典力学在认识巨集观世界和微观世界方面的不足,改变了人们认识世界的角度和方式。

相对论和量子论出现的历史背景,为什么说

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狭义相对论

是在光学和电动力学实验同经典物理学理论相「矛盾」的激励下产生的。

狭义相对论

2023年以前已经发现一些电磁现象与经典物理概念相「牴触」,它们是:

①迈克耳孙-莫雷实验没有观测到地球相对于以太的运动,同经典物理学理论的「绝对时空」和「以太」概念产生矛盾。

②运动物体的电磁感应现象表现出相对性——是磁体运动还是导体运动其效果一样。

③电子的电荷与惯性质量之比(荷质比)随电子运动速度的增加而增大。此外,电磁规律(麦克斯韦方程组)在伽利略变换下不是不变的,即是说电磁定律不满足牛顿力学中的伽利略相对性原理。

拓展牛顿理论使之能够圆满解释上述新现象成为19世纪末、20世纪初的当务之急。以h.洛伦兹为代表的许多物理学家在牛顿力学的框架内通过引入各种假设来对牛顿理论进行修补,最后引汇出了许多新的与实验结果相符合的方程式,如时间变慢和长度收缩假说、质速关係式和质能关係式 ,甚至得到了洛伦兹变换。

所有这些公式中全都包含了真空光速。如果只为解释已有的新现象,上述这些公式已经足够,但这些公式分别来自不同的假说或不同的模型而不是共同出自同一个物理理论。而且,使用牛顿绝对时空观来对洛伦兹变换以及所含的真空光速进行解释时却遇到了概念上的困难。

这种不协调的状况预示着旧的物理观念即将向新的物理观念的转变。爱因斯坦洞察到解决这种不协调状况的关键是同时性的定义,同时性概念没有绝对的意义。而牛顿时空理论(或伽利略变换)中的时间没有办法在现实世界中实现。

为使用光讯号对锺,爱因斯坦假定了单向光速是个常数且与光源的运动无关(光速不变原理)。此外,他又把伽利略相对性原理直接推广为狭义相对性原理,由此得到了洛伦兹变换,继而建立了狭义相对论。[2] [3]

量子论对探索微观物质世界有着重大意义,是物质的.

相对论对探索时空和引力的发现,是空间及时间的.

相对论和量子理论是当前物理学两大支柱。如果一定要说哪个对,这个真的很难说。科学上,谈一个理论正确与否,最有力地证明就是实验。而相对论 量子论都是理论性极强缺难以实验的。关于狭义相对论,其中较多结论通过了间接试验证明其正确性,比如钟慢效应,也包括质能相当。量子论的产生是因为它可以很好地解释一些现象,比...

经典力学的基本定律是牛顿运动定律或与牛顿定律有关且等价的其他力学原理,它是20世纪以前的力学,有两个基本假定 其一是假定时间和空间是绝对的,长度和时间间隔的测量与观测者的运动无关,物质间相互作用的传递是瞬时到达的 其二是一切可观测的物理量在原则上可以无限精确地加以测定。20世纪以来,由于物理学的发展...

相对论是关于时空和引力的基本理论,主要由爱因斯坦创立,分为狭义相对论 特殊相对论 和广义相对论 一般相对论 相对论的基本假设是光速不变原理,相对性原理和等效原理。相对论和量子力学是现代物理学的两大基本支柱。奠定了经典物理学基础的经典力学,不适用于高速运动的物体和微观条件下的物体。相对论解决了高速运动...

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