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题型:简答题
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简答题

假如宇宙飞船是全封闭的,航天员与外界没有任何联系。但是航天员观察到,飞船内没有支撑的物体都以某一加速度落向舱底,请分析这些物体运动的原因及由此得到的结论。

正确答案

飞船内没有支撑的物体都以某一加速度落向舱底的原因可能是飞船正在向远离某天体的空间加速飞行,也可能是由于飞船处于某个星球的引力场中。实际上飞船内部的任何物理过程都不能告诉我们飞船到底是加速运动还是停泊在一个行星的表面。这个事实使我们想到:一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价。

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题型:简答题
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简答题

哪些实验观测支持广义相对论?

正确答案

1919年5月29日,两支英国考察队分赴几内亚湾和巴西,利用日全食的机会对恒星进行观测,观测到恒星的位置与实际不符,证明了光线经过太阳附近的引力场时发生了弯曲,弯曲的角度与广义相对论计算的结果吻合。

1959年,科学家完成了第一个地面上的引力红移实验,发现氢原子发射的光从太阳传播到地球时,它的频率要比地球上氢原子发射的光的频率低。1961年,科学家们观察到太阳光谱的钠谱线的引力红移与相对论计算的结果比较符合。

通过观测发现水星近日点的进动是每世纪5600.73″,比牛顿力学理论计算值相比多了43.11″,这个差别非常小,却成为天文学的一个难题,而广义相对论成功地预言水星近日点的进动还应有每世纪43.03″的附加值,也被看做是广义相对论的一大实验验证。

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题型:填空题
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填空题

广义相对论的两条基本原理分别如下,广义相对性原理:_______________;等效原理:________________。

正确答案

在任何参考系中,物理过程和规律都是相同的;一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价

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题型:简答题
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简答题

在外层空间的宇宙飞船上,如果你正在一个以加速度g=9.8 m/s2向头顶方向运动的电梯中,这时,你举起一个小球自由地丢下,请说明小球是做自由落体运动。

正确答案

由广义相对论中的等效原理知,一个均匀引力场与一个做加速运动的参考系等价,当电梯向头顶方向加速运动时,小球相对于电梯的加速度为g=9.8 m/s2,与在地球引力场中做自由落体运动相同。

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题型:简答题
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简答题

广义相对论得出了哪些重要的结论?

正确答案

广义相对论预言:时空几乎在每一点都是弯曲的,只有在没有质量的情况下,时空才没有弯曲,如果质量越大,时空弯曲的程度也越大。在引力场存在的条件下,光线是沿弯曲的路径传播的,在强引力场中,时钟要走得慢些。因此光在引力场中传播时,它的频率或波长会发生变化,出现引力红移效应。

下一知识点 : 广义相对论简介
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