урок обобщения знаний по теме "Специальная теория относительности"

Повторительно – обобщающий урок по теме 

«Специальная теория относительности»

Цель урока:   1) Обобщить знания по теме Специальная теория относительности.

                        Проконтролировать усвоение знаний по данной теме

Попытаться применить Специальную теорию относительности для объяснения некоторых парадоксальных, удивительных и вместе с тем реальных явлений.

2) Развитие логического и абстрактного мышления.

3) Воспитание научного мировоззрения.

Оборудование: Учебная презентация, карточки с индивидуальными заданиями, компьютерный тест по теме СТО, Интернет.

Ход урока.

1.     Вступление. Формулировка цели и задач урока

2.     Контроль домашнего задания.             
1) Презентация и доклад о жизни А. Эйнштейна
2) Фронтальный опрос: очень быстро повторить основные моменты.

-       Сформулируйте постулаты ТО

-       Что происходит с линейными размерами движущихся тел?

-       Что происходит со временем в движущихся СО?

-       Что происходит с импульсом?

-       Объясните взаимосвязь массы и энергии

-       Температура тела увеличилась. Что можно сказать о массе этого тела?

3) Тестирование – 11 человек (Компьютеры)

4) Остальные (слабые учащиеся) – индивидуальная отработка решения задач (по карточкам в тетради)

3.     Обзор «парадоксов» теории относительности.
 Вопрос: В школьном курсе в разных предметах есть такие разделы, которые мало кто понимает, но которые удивительным образом увлекают, заставляют задуматься, вызывают интерес узнать немного больше. Мы только прикоснулись к интереснейшей науке, к Теории относительности. Я надеюсь, что никто из вас не остался равнодушен к этому разделу физики? Скажите, кто из вас в течение этой недели хотя бы раз задумывался над теми фактами, которые мы узнали на уроке?

(Я предлагаю провести маленький эксперимент. 4 человека попробуют расширить свои знания прямо сейчас на уроке. Одеваете наушники, чтобы мы не мешали вам думать. По ссылке выходите в Интернет и пытаетесь разобраться в предложенном материале. В конце урока вы попробуете рассказать о прочитанном одноклассникам. Ваше задание: «Парадокс карандаша и пенала»)

Теория относительности с первого дня волновала людей. Она вызывала различные эмоции: от полного отрицания до восторженной уверенности в ее правоте.

1) Могли бы Вы подумать, что сложнейшая научная теория может вызвать вдохновение и желание писать стихи.
Теория относительности оказалась способна на это!

Честь друзьям, вперед смотрящим,

Звездолетчикам бесстрашным,

Что зовем мы настоящим —

Вы считаете вчерашним.

Обратив же в час свободный

Взор к Земле, к друзьям, вас ждущим,

Наше здешнее «сегодня»

Вы считаете грядущим!

С.Я. Маршак

 Разобраться в этом стихотворении можно только с помощью СТО.

Прокомментируйте стихотворение исходя из относительности временных промежутков.

Ответ:  1-й абзац описывает ситуацию с точки зрения космонавтов: Земля с огромной скоростью удаляется от Ракеты и следовательно время в ней замедляется. Событие, которое земляне отмечают сегодня, например окончание средней школы, в звездолете уже произошло
2-й абзац описывает ситуацию с точки зрения Землян. Ракета движется относительно Земли, следовательно, в ней происходит замедление времени. И событие, произошедшее уже на земле для космонавтов еще в впереди

Такие люди, как С.Я. Маршак просто верили и восхищались. Другие стремились найти доказательства того, что теория работает!

2) «Парадокс» мезона

Каким образом за столь короткое время жизни частица успевает преодолеть 6км?

Ответ: Мы наблюдаем за движением мезона с Земли. Частица движется с огромной скоростью, следовательно, в СО связанной с частицей время замедляется и когда в СО «Мезон» пройдет 10^-6с, на Земле может пройти в тысячи раз большее время. 

Существовала еще одна категория людей, которые пытались опровергнуть теорию относительности, в частности с помощью задач, решения которых будто бы опровергают выводы СТО. На каждый раз оказывалось, что обнаруженные противоречия были кажущимися, возникакшими из за неправильного применения положений СТО

3) «Парадокс  близнецов»
Один из близнецов остается на Земле, а второй отправляется в космическое путешествие. Утверждается, что когда второй близнец вернется на Землю, он обнаружит новое поколение людей, т.к. по земным часам пройдет больше времени, чем по его собственным.
Однако, если рассмотреть ситуацию с точки зрения СО связанной с космическим кораблем,,, (Продолжают рассуждать учащиеся)

Решение: Все это действительно когда-нибудь произойдет, но предсказывает это не СТО, а общая теория относительности. СО, связанная с кораблем не может являться инерциальной, т.к. для возвращения на Землю придется совершить разворот… Неинерциальные СО рассматривает Общая ТО и закономерности в ней несколько отличаются.

4) Парадокс Карандаша и пенала.

Учащиеся рассказывают суть парадокса.
Пытаются объяснить, на столько. На сколько поняли.

Вопрос остается без комментария, ссылка на сайт в Интернете, где помимо этой информации  содержится еще масса интереснейшей информации по ТО.

4.     Итог урока.
Сегодня на уроке мы успели очень много:

1) Проверили свои знания. Удовлетворены результатом теста?
2) Научились объяснять многие явления с точки зрения СТО.

3) Увидели, что мы способны не только воспринимать те знания, что дает вам учитель, но и получать их самостоятельно

4) Осталось ли желание узнать об этой науке больше?

А в конце мне хотелось бы вернуться к выражению,  выбранному мной для первого урока по СТО.
Задачи науки лежат на границе между известным и неожиданным. Отсюда одна из главных ее черт - открытость новому, способность пересмотреть привычные представления и, если надо, отказаться от них.

А. Б. Мигдал

Теория относительности Эйнштейна – Это предел?

Нет. Наверняка когда - нибудь область нашего незнания расширится настолько, что данных представлений нам станет не хватать, и тогда возникнет потребность в НОВОЙ теории.

Ньютон
Эйнштейн

Кто следующий?

Краткое описание документа:

Цель урока: 1)Обобщить знания по теме Специальная теория относительности.
Проконтролировать усвоение знаний по данной теме.
Попытаться применить Специальную теорию относительности для объяснения некоторых парадоксальных, удивительных и вместе с тем реальных явлений.

2) Развитие логического и абстрактного мышления.
3) Воспитание научного мировоззрения.

к конспекту урока прилагается презентация, тест по теме СТО для программы тестирования Mytest, и презентация о жизни и дечтельности А. Эйнштейна.

В ходе занятия учащиеся рассматривают и объясняют парадокс Мезона, парадокс близнецов, парадокс пенала и карандаша...