第5节　广义相对论点滴(选学)

　　　1.初步了解广义相对论的几个主要观点以及主要观测证据.(重点＋难点)　2.关注宇宙研究的新进展，体会人类对自然的认识在不断扩展.

　　一、广义相对性原理和等效原理

　　1.广义相对性原理：在任何参考系(包括非惯性系)中物理规律都是一样的.

　　2.等效原理：一个不受引力作用的加速度系统跟一个受引力作用的惯性系统是等效的.

　　二、支持广义相对论的几个观测结果

　　1.光在引力场中传播时，将会发生偏折，而不再是直线传播.

　　2.在引力作用下光波发生频移.

　　3.在引力场中时间会延缓，引力越强，时钟就走得越慢.

　　4.水星绕太阳运动的轨道与根据牛顿万有引力定律计算所得的不一致.

　　5.当天体相互绕转时，会向外界辐射出引力波.

　　三、宇宙的演化

　　我们所在的宇宙是从一个"宇宙蛋"发生爆炸而演化得来的.这一学说得到了广泛的观测支持.至今宇宙的年龄约137亿年.

　　　了解广义相对论

　　1.广义相对论的时空结构

　　(1)引力的存在对时间的影响

　　在引力场中，时钟变慢.引力场越强，时钟变得越慢.

　　(2)引力的存在对空间的影响

　　引力的存在会使空间变形，在引力方向上，空间间隔不变.在与引力垂直的方向上，空间间隔变短(直尺变短)，发生了弯曲.引力越强的地方，这种效应越明显.

　　2.广义相对论的实验检验

　　(1)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，这个效应以离太阳最近的水星最为显著.牛顿对此作出的解释与实际观测结果不相符，而广义相对论成功地解释了水星近日点的进动.

　　(2)光线在引力场中偏转

根据电磁理论和经典光学，在无障碍的情况下，光线是直线传播的.但按照爱因斯坦的广义相对论，在引力场存在的情况下，光线是沿弯曲的路径传播的.引力场越强，弯曲越