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经典力学的局限和任何理论一样,经典力学也有它的局限性,有它的适用范围。
(1)从低速到高速——狭义相对论:当物体运动的速度比真空中的光速小得多时 ,质量、时间和长度的变化很小,可以忽略,经典力学完全适用。但如果物体运动速度可以和光速相比较时 ,质量 、时间和长度的变化就很大,经典力学就不再适用,狭义相对论阐述了物体在以接近光速运动时所遵循的规律。
(2)从宏观到微观——量子力学:物理学研究深入到微观世界 ,发现微观粒子不但具有粒子的性质,还能产生干涉、衍射现象 。干涉和衍射是波所特有的性质。也就是说微观粒子具有波动性。这是牛顿经典力学无法解释的 。正是在这种情形下,量子力学应运而生 ,量子力学能够很好地解释微观粒子的运动规律。
(3)从弱引力到强引力——广义相对论:天文观测发现行星的轨道并不严格闭合,它们的近日点在不断地旋进。这种现象称为行星的轨道旋进 。这是用牛顿万有引力定律无法得到满意解释的。爱因斯坦创立了广义相对论,根据广义相对论计算出的水星近日点的旋进与天文观测能很好地吻合, 爱因斯坦创立的广义相对论是一种新的时空引力理论 ,爱因斯坦还根据广义相对论预言了光线在经过大质量星体附近时会发生偏转,这也是被天文观测所证实的。根据牛顿万有引力定律,假定一个球形天体总质量不变,并通过压缩减小它的半径 ,天体表面上的引力将会增加 。半径减小到原来的二分之一,引力增大到原来的四倍。爱因斯坦引力理论表明,这个力实际上增大得更快些。天体半径越小 ,这种差别越大 。根据牛顿的理论,当天体被压缩成半径几乎为零的一个点时,引力趋于无穷大。爱因斯坦的理论则不然 ,引力趋于无穷大发生在半径接近一个“引力半径”的时候。这个引力半径的值由天体的质量决定,例如太阳的引力半径为3km,地球的引力半径为1m。因此 ,只要天体的实际半径远大于它们的引力半径,那么由爱因斯坦和牛顿引力理论计算出的力的差异并不大 。但当天体的实际半径接近引力半径时,这种差异将急剧增大。
这就是说 ,在强引力的情况下,牛顿引力理论将不再适用。希望可以帮到你!
牛顿的力学研究有力的支持了哪种学说?
万有引力公式适用于以下情况:
①严格来说只适用于质点间的相互作用 。
②两个质量分部均匀的球体间的相互作用,也可用本定律计算,(其中r是两个球心距离)。
③一个均匀球体与球外一个质点的万有引力也适用(r是球心到质点的距离)。
④当两个物体间的距离远远大于物体自身大小时,公式也近似适用,(其中r是两物体质心间距离) 。
万有引力的伟大意义
牛顿将其中一些看似不同的力准确地归结到万有引力概念里:苹果落地,人有体重,月亮围绕地球转 ,所有这些现象都是由相同原因引起的。牛顿的万有引力定律简单易懂,涵盖面广。
万有引力的发现,是17世纪自然科学最伟大的成果之一 。它把地面上的物体运动的规律和天体运动的规律统一了起来 ,对以后物理学和天文学的发展具有深远的影响。它第一次揭示了自然界中一种基本相互作用的规律,在人类认识自然的历史上树立了一座里程碑。
牛顿力学属于经典力学范畴,是以致点作为研究对象着力于力的作用关系在处理质点系统问题时 ,强调分别考虑各个质点所受的力 。牛顿的经典力学区分于相对论和量子力学,是适用于不超过光速的理论。
在牛顿所处的时代,哥白尼提出了日心说 ,开普勒从第谷的观测资料中总结了经验的行星运动三定律,伽利略又给出了力、加速度等概念并发现了惯性定律和自由落体定律。正是在这个时候,牛顿对行星及地面上的物体运动作了整体的考察 ,他用数学方法,使物理学成为能够表述因果性的一个完整体系。
这就是我们今天所说的经典力学体系 。
艾萨克·牛顿(1643年1月4日—1727年3月31日)爵士,英国皇家学会会长,英国著名的物理学家 ,百科全书式的“全才”,著有《自然哲学的数学原理》、《光学》。
他在1687年发表的论文《自然定律》里,对万有引力和三大运动定律进行了描述。这些描述奠定了此后三个世纪里物理世界的科学观点 ,并成为了现代工程学的基础 。
他通过论证开普勒行星运动定律与他的引力理论间的一致性,展示了地面物体与天体的运动都遵循着相同的自然定律;为太阳中心说提供了强有力的理论支持,并推动了科学革命。
在力学上 ,牛顿阐明了动量和角动量守恒的原理,提出牛顿运动定律。在光学上,他发明了反射望远镜 ,并基于对三棱镜将白光发散成可见光谱的观察,发展出了颜色理论 。他还系统地表述了冷却定律,并研究了音速。
在数学上 ,牛顿与戈特弗里德·威廉·莱布尼茨分享了发展出微积分学的荣誉。他也证明了广义二项式定理,提出了“牛顿法”以趋近函数的零点,并为幂级数的研究做出了贡献 。
在经济学上,牛顿提出金本位制度。
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我是乐信号的签约作者“闾丘锦灏”
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