IB物理选修知识点复习：相对论的简单科普

所有选了IB物理的学员，不论是HL还是SL课程，都会需要从4个专题里选一个板块来学习。大名鼎鼎的相对论就是其中4个专题之一。本文就来简单介绍一下这个IB物理选修知识点。

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IB物理学习内容

此外，每位学员（SL和HL）还需要选择一个专题进行学习：

Option A：相对论（15/25小时）

Option B：工程物理学（15/25小时）

Option C：成像（15/25小时）

Option D：天体物理学（15/25小时）

看完IB物理选修知识点，我们再来快速过一下HL和SL的学习内容。

SL物理分为以下8大知识板块，学习HL的学员也需要掌握。

Topic 1：测量与不确定性（5小时）

包括测量、不确定性和误差、标量和矢量等。

Topic 2：力学（22小时）

包括运动学、受力分析、功和能量、动量和冲量等。

Topic 3：热物理（11小时）

包括温度、热量变化、和气体方程等。

Topic 4：波（15小时）

包括振动、横波、波的特性、波的行为、驻波等。

Topic 5：电与磁（15小时）

包括电场、电流的热效应、电池、磁力效应等。

Topic 6：圆周运动与万有引力（5小时）

包括圆周运动、万有引力定律等。

Topic 7：原子、核与粒子物理学（14小时）

包括放射性、核反应、物质结构等。

Topic 8：能源生产（8小时）

包括能源、热量传递等

HL物理则在SL的基础上，增加了以下内容：

Topic 9：波现象（17小时）

包括简谐振动、单缝衍射、干涉、分辨率、多普勒效应。

Topic 10：场（11小时）

包括场的概念、场内做功等。

Topic 11：电磁感应（16小时）

包括电磁感应、电能的产生、电容等。

Topic 12：量子与核物理（16小时）

包括辐射物质、原子物理学等。

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IB物理考试形式

SL考试

试卷1：30道选择题，45分钟，满分30分；

试卷2：问答题，1小时15分钟，满分50分；

试卷3：数据分析题和问答题，1小时，满分35分。

HL考试：

试卷1：40道选择题，考试时间1小时，满分40分；

试卷2：问答题，大约8-9题，考试时间为2小时15分钟，满分95分；

试卷3：是选修部分的知识，题型包括数据分析题和问答题，时间是1小时15分钟，满分45分。

IB物理选修知识点：相对论

1、经典的相对性原理

（1）惯性系：如果牛顿运动定律在某个参考系中成立，这个参考系叫做惯性系，相对一个惯性系做匀速直线运动的另一个参考系也是惯性系。

（2）伽利略相对性原理：力学规律在任何惯性系中都是相同的。

2、经典力学的困难

在经典力学中如果某一惯性系相对另一惯性系的速度为ν，在此惯性系中有一物速度为c，那么，此物相对另一惯性系的速度是c+ν吗？根据伽利略相对性原理答案是肯定的，但是这种答案被麦克尔孙·莫雷的实验否定了，麦克尔孙·莫雷实验证明了光速是不变的，这和传统的速度合成法则是矛盾的。

3、IB物理选修知识点：狭义相对论的两个假设

（1）爱因斯坦相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的。

（2）光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都相同。

这两个假设是麦克尔孙·莫雷的直接结论，但由于是有限的几次实验的结论，还要大量的实验来证明，还要经过逻辑推理的大量结论来验证才能成为真正的原理。

4、两个相对性原理的区别

对于伽利略相对性原理来说，参考系中的坐标单位与参考系的运动无关；参考系中的时间与参考系的运动无关，其速度合成规律应满足ν=ν'+u.ν'是某个惯性系相对另一个惯性系的速度，u是物体相对某个惯性系的速度，那么，物体相对另一个惯性系的速度为ν=ν'+u.以此类推，若u是光速c，则在某个惯性系的光速相对于另一个惯性系的速度为ν=ν'+c，那么，光速是可以变大或变小的（在真空中）。

对于狭义相对论的相对性原理来说，力学规律对惯性系来说都是相同的，但是光速是不变的，由于光速是不变的，造成了一些与经典理论不同的结论，这些结论在低速的世界里是不易搞清的，但从天体的物理现象中却得到了证实。

不知道看完上述科普，你对这个相对论这个IB物理选修知识点的兴趣是升高还是降低呢？

除了相对论，IB物理要学的知识点还有很多，要求学员平时有很好的知识梳理的习惯，并且要多加思考，对于不理解的点“追根究底”，才能确保自己在考试中能够得心应手。如果感觉一个人学起来有点困难，可以点击预约试听【IB同步培训班】——

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