Инфоурок / Физика / Конспекты / Разработка урока по физике "СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ СТО"
Обращаем Ваше внимание: Министерство образования и науки рекомендует в 2017/2018 учебном году включать в программы воспитания и социализации образовательные события, приуроченные к году экологии (2017 год объявлен годом экологии и особо охраняемых природных территорий в Российской Федерации).

Учителям 1-11 классов и воспитателям дошкольных ОУ вместе с ребятами рекомендуем принять участие в международном конкурсе «Я люблю природу», приуроченном к году экологии. Участники конкурса проверят свои знания правил поведения на природе, узнают интересные факты о животных и растениях, занесённых в Красную книгу России. Все ученики будут награждены красочными наградными материалами, а учителя получат бесплатные свидетельства о подготовке участников и призёров международного конкурса.

ПРИЁМ ЗАЯВОК ТОЛЬКО ДО 15 ДЕКАБРЯ!

Конкурс "Я люблю природу"

Разработка урока по физике "СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ СТО"




Московские документы для аттестации!

124 курса профессиональной переподготовки от 4 795 руб.
274 курса повышения квалификации от 1 225 руб.

Для выбора курса воспользуйтесь поиском на сайте KURSY.ORG


Вы получите официальный Диплом или Удостоверение установленного образца в соответствии с требованиями государства (образовательная Лицензия № 038767 выдана ООО "Столичный учебный центр" Департаментом образования города МОСКВА).

ДИПЛОМ от Столичного учебного центра: KURSY.ORG


библиотека
материалов

ТЕМА: СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ /СТО/

Урок проводится с использованием компьютерной презентации

Цели :

  1. Познакомить учащихся с классическими понятиями пространства и времени и экспериментальными основами СТО.Раскрыть физический и философский смысл постулатов Эйнштейна , а также сущность и свойства релятивистского понятия пространства и времени.

  2. Познакомить учащихся с современными представлениями понятия пространства и времени, способствовать выработке у них диалектико-материалистического мировоззрения.

Основные знания и умения:

Знать принцип относительности Галилея, формулу сложения скоростей, границы применимости классической механики, основные опыты и явления, которые противоречат законам классической механики; постулаты Эйнштейна.

Методические рекомендации

План

1.Классическое представление понятий пространства и времени.

2.Инерциальная система отсчёта. Принцип относительности Галилея.

3.Экспериментальные основы СТО.

4.Постулаты Эйнштейна.

Мотивация познавательной деятельности учащихся:

Теория относительности возникла не случайно, а явилась закономерным итогом предшествующего развития физической науки. На этом примере следует довести до сознания учащихся смысл развития физической науки: новая теория не отменяет старой, а включает её в себя как частный, предельный случай.

ХОД УРОКА:

1.Орг. момент.(Приветствие, проверка отсутствующих)

2.Объяснение нового материала.

Инерциальные системы отсчета ( ИСО ) - системы отсчета, в которых выполняется первый закон Ньютона - закон инерции. Системы, которые вращаются или ускоряются неинерциальные. Землю нельзя считать вполне ИСО : она вращается, но для большинства наших целей СО, связанные с Землей, в достаточно хорошем приближении можно принять за инерциальные. Система отсчета, движущаяся равномерно и прямолинейно относительно ИСО, также инерциальна.
Г.Галилей и И.Ньютон глубоко осознавали то, что мы сегодня называем
 принципом относительности, согласно которому механические законы физики должны быть одинаковыми во всех ИСО при одинаковых начальных условиях. Из этого следует: ни одна ИСО ничем не отличается от другой СО. 
Принцип относительности Галилея исходит из некоторых допущений, которые опираются на наш повседневный опыт. Предполагается, что длина тел одинакова в любой СО и что время в различных системах отсчета течет одинаково.
В классической механике пространство и время считаются абсолютными. Предполагается, что масса тела, а также все силы остаются неизменными при переходе из одной ИСО в другую. В справедливости принципа относительности нас убеждает повседневный опыт, например в равномерно движущемся поезде или самолете тела движутся так же, как на Земле.
Не существует эксперимента, с помощью которого можно было бы установить, какая СО действительно покоится, а какая движется. Нет СО в состоянии абсолютного покоя. Для любых механических явлений все инерциальные системы отсчета оказываются равноправными. Галилей не задумывался о других явлениях , т.к. в те времена механика составляла по существу всю физику. До середины XIX в. считали, что все физические явления можно объяснить на основе механики Ньютона.
В середине XIX в. была создана теория электромагнитных явлений ( теория Максвелла ). Оказалась, что уравнения Максвелла изменяют свой вид при галилеевских преобразованиях перехода от одной ИСО к другой. Возник вопрос, о том ,как влияет равномерное прямолинейное движение на все физические явления. Перед учеными встала проблема согласования теорий электромагнетизма и механики.
Согласно теории Максвелла свет - электромагнитная волна, которая распространяется со скоростью с = 300000000м/с. Спрашивается, относительно чего свет движется со скоростью с? Ответ на этот вопрос не содержится в теории Максвелла. Если свет - волна, и если волна распространяется в среде, то свет движется со скоростью с относительно среды. Эта светоносная среда получила название эфира. Дебаты, касающиеся светоносного эфира к концу XIX в. достигли особой остроты. Интерес к эфиру возрос, когда стало ясно, что созданная Максвеллом теория оказалась успешной и вроде бы свидетельствует о том, что эфир можно наблюдать.
Если эфир существует, то должен быть обнаружен эфирный ветер. Опыт по обнаружению эфирного ветра был поставлен в 1881 г. американскими учеными А.Майкельсоном и Р.Морли с помощью оригинального интерферометра. Наблюдения проводились в течение длительного времени. Опыт многократно повторяли. Результат оказался отрицательным: никакого движения Земли относительно эфира обнаружить не удалось. Различные эфирные теории завели физику в тупик.

В 1905 году А.Эйнштейн, отвергнув гипотезу эфира, предложил специальную (частную) теорию относительности СТО, на основе которой можно совместить механику и электродинамику. В 1905 г. вышла его работа « К электродинамике движущихся тел ». В ней Эйнштейн сформулировал два принципа (постулата ) теории относительности.

I постулат: все законы природы имеют одинаковую форму во всех инерциальных системах отсчета. Этот постулат явился обобщением принципа относительности Ньютона не только на законы механики, но и на законы остальной физики. Первый постулат - принцип относительности.

II постулат: свет распространяется в вакууме с определенной скоростью с, не зависящей от скорости источника и от скорости приемника светового сигнала.

Чтобы сформулировать эти постулаты, нужна была большая научная смелость, т.к. они, очевидно, противоречили классическим представлениям о пространстве и времени.
Итак,
 современная физика подразделяется на:

 классическую механику, которая изучает движение макроскопических тел с малыми скоростями ( vc );

 релятивистскую механику, которая изучает движение макроскопических тел с большими скоростями ( vc );

 квантовую механику, которая изучает движение микроскопических тел с малыми скоростями ( vc );

 релятивистскую квантовую физику, которая изучает движение микроскопических тел с произвольными скоростями ( vc ).

4. Закрепление нового материала. hello_html_m787e3ffd.png

Тест

Вариант № 1.
1. Какие из приведенных ниже утверждений соответствуют постулатам теории относительности: 1 - все процессы природы протекают одинаково в любой инерциальной системе отсчета; 2 - скорость света в вакууме одинакова во всех системах отсчета; 3 - все процессы природы относительны и протекают в различных системах отсчета неодинаково?

А. Только 1 Б. Только 2 В.Только 3 Г. 1 и 2 Д. 1 и 3

Е. 2 и 3 Ж. 1, 2 и 3.
2. Понятие одновременности событий является: 
А. Неабсолютным Б. Абсолютным
3. Из уравнений Максвелла следует, что скорость распространения световых волн в вакууме по всем направлениям:
 
А. Различна по величине Б. Одинакова
В. Зависит от цвета Г. Зависит от источника

света 
4. Для наблюдателя, находящегося на Земле, линейные размеры космического корабля по направлению его движения сократились в 4 раза.

Как идут часы на корабле относительно хода часов наблюдателя? 
5. Скорость космического корабля увеличилась от 0 до 0,5
 с . Как изменилась масса и импульс тела для наблюдателя в системе отсчета, связанной с Землей?

А. Не меняется Б. Уменьшается В. Увеличивается 
6. При нагревании тела его масса:
 
А. Не меняется Б. Уменьшается В. Увеличивается 
7. Какая масса эквивалентна энергии 9 10
10 Дж? 
8. Какую массу удалось бы поднять на высоту 50 м за счет энергии при полном превращении 0,5 г массы в энергию?
 
9. Скорость тела относительно неподвижной системы отсчета стремится к скорости света, а масса тела:
 
А. Стремится к бесконечности Б. Стремится к нулю В. Не меняется
10. Можно ли какими-либо механическими опытами установить, покоится инерциальная система отсчета или движется прямолинейно и равномерно?
 
А. Можно, если скорость инерциальной системы отсчета небольшая 
Б.
 Можно для любой скорости
В. Нельзя 11. Если скорость тела увеличивается, то его полная энергия : 
А. увеличивается Б. уменьшается В. не изменяется
12. Первый космический корабль стартует с Земли со скоростью V
1 = 0,68 с . Второй космический корабль стартует с первого космического корабля в том же направлении со скоростью V2 = 0,86 с . Вычислите скорость второго космического корабля относительно Земли. 
13. Промежуток времени, измеренный в системе, которая условно принята за неподвижную, называется....?
 
А. собственным временем Б. релятивистским временем
В. относительным временем Г. специальным временем

5. Разбор вопросов теста. Обобщение ошибок.
6. Выставление оценок в журнал.

7. Задание на дом:



Самые низкие цены на курсы переподготовки

Специально для учителей, воспитателей и других работников системы образования действуют 50% скидки при обучении на курсах профессиональной переподготовки.

После окончания обучения выдаётся диплом о профессиональной переподготовке установленного образца с присвоением квалификации (признаётся при прохождении аттестации по всей России).

Обучение проходит заочно прямо на сайте проекта "Инфоурок", но в дипломе форма обучения не указывается.

Начало обучения ближайшей группы: 13 декабря. Оплата возможна в беспроцентную рассрочку (10% в начале обучения и 90% в конце обучения)!

Подайте заявку на интересующий Вас курс сейчас: https://infourok.ru


Общая информация

Номер материала: ДБ-169197
Курсы профессиональной переподготовки
133 курса

Выдаем дипломы установленного образца

Заочное обучение - на сайте «Инфоурок»
(в дипломе форма обучения не указывается)

Начало обучения: 13 декабря
(набор групп каждую неделю)

Лицензия на образовательную деятельность
(№5201 выдана ООО «Инфоурок» 20.05.2016)


Скидка 50%

от 13 800  6 900 руб. / 300 часов

от 17 800  8 900 руб. / 600 часов

Выберите квалификацию, которая должна быть указана в Вашем дипломе:
... и ещё 87 других квалификаций, которые Вы можете получить

Похожие материалы

Получите наградные документы сразу с 38 конкурсов за один орг.взнос: Подробнее ->>