Методический электронный образовательный центр Министерства образования Оренбургской области и Оренбургского государственного университета
Методический электронный образовательный центр Министерства образования Оренбургской области и Оренбургского государственного университета
Название предмета: Физика
Класс: 11
УМК: Физика11 класс./ Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, В.М.Чаругин; под ред. Н.А.Парфентьевой.- М.: Просвещение, 2010
Уровень обучения : базовый
Тема урока: «Постулаты теории относительности. Релятивистская динамика».
Общее количество часов , отведенное на изучение темы: 19
Место урока в системе уроков: 14
Цель урока: формирование представлений обучающихся о постулатах теории относительности и основных следствиях из постулатов, вывести релятивистский закон сложения скоростей.
Задачи урока:
Дидактическая – создать условия для усвоения нового материала
Образовательная- формировать представление об относительной одновременности событий, об относительности расстояний, промежутков времени, о релятивистском законе сложения скоростей.
Развивающая- развивать умения выделять основные понятия; развивать внимание ,
память
Воспитательная: приучать аккуратно вести записи в тетрадях.
Планируемые результаты:
Обучающиеся должны:
- понимать ,что область применения механики Ньютона- это область малых скоростей, а область применения теории относительности распространяется до скоростей близких к скорости света.
-знать какие события называются одновременными, постулаты теории относительности , релятивистский закон.
- уметь объяснять сущность теории относительности, формулировать постулаты теории относительности использовать знания при решении задач.
Техническое обеспечение урока:
1.Компьютер, проектор, экран.
2.Презентация к уроку
Содержание урока.
1.Организационный момент(1мин) Позитивный настрой на урок.
2.Подведение итогов контрольной работы по теме: «Оптика».Коррекционная работа
3.Актуализация знаний. Цель: посредством воспроизведения ранее изученного перейти к изучению нового.
Вопросы: Кто развил теорию магнетизма? (Максвелл)
Что он показал? (свет- электромагнитная волна)
Чему равна скорость света?
Предсказания Максвелла совпали с экспериментальными измерениями, но относительно какой Системы отсчета ,нет оговорки .Протекают ли электромагнитные процессы одинаково во всех инерциальных системах отсчета? Меняются ли основные законы электродинамики при переходе от одной системы отсчета к другой или остаются неизменными?
4. Постановка цели и задач.
5. Изучение нового материала.
В истории теории относительности лежат 2 постулата:
Что такое постулаты? (стр 229) –читают
Прочтите о чем говорится в 1 и2 постулатах?
1 постулат относительности.(слайд 6)
Все законы природы протекают одинаково во всех инерциальных системах отсчета. Это означает, что во всех инерциальных системах физические законы (не только механические) имеют одинаковую форму. Таким образом, принцип относительности классической механики обобщается на все процессы природы, в том числе и на электромагнитные. Этот обобщенный принцип называют принципом относительности Эйнштейна.
2 постулат относительности.(слайд 7)
Скорость света в вакууме не зависит от скорости движения источника света или наблюдателя и одинакова во всех инерциальных системах отсчета.
Скорость света занимает особое положение. Это предельная скорость передачи взаимодействий и сигналов из одной точки пространства в другую..
Постулаты ТО находятся в явном противоречии с классическими представлениями.
Пример Рассмотрим такой мысленный эксперимент: в момент времени t = 0, когда координатные оси двух инерциальных систем K и K' совпадают, в общем начале координат произошла кратковременная вспышка света. За время t системы сместятся относительно друг друга на расстояние υt, а сферический волновой фронт в каждой системе будет иметь радиус ct, так как системы равноправны и в каждой из них скорость света равна c. С точки зрения наблюдателя в системе K центр сферы находится в точке O, а с точки зрения наблюдателя в системе K' он будет находиться в точке O'. Следовательно, центр сферического фронта одновременно находится в двух разных точках!
Это явное противоречие вытекает из рассуждений . основанных на постулатах ТО.
Причиной относительности одновременности является конечность скорости распространения сигналов
Относительность одновременности (слайд9)
одновременность пространственно разделенных событий относительно, т.е. события одновременные в одной ИСО, могут не быть одновременными в другой ИСО.
Основные следствия из постулатов (слайд 10-12 )
1.Относительность расстояний (релятивистское сокращение размеров тела в движущейся системе отсчета): длина движущегося предмета сокращается в направлении движения.
l –длина тела движущегося относительно инерциальной система отсчета;
l0 – длина тела в той инерциальной системе отсчета относительно, которой тело покоится (собственная длина);
υ – скорость его движения в данной системе отсчета.
Сокращение линейных размеров происходит в направлении движения, Поперечные размеры тела при этом не изменяются.
2.Относительность промежутков времени: ход движущихся часов замедляется
τ0 – интервал времени между двумя событиями, которые произошли с объектом в собственной системе отсчета, т.е. в системе, относительно которой он покоится (собственное время).
τ – интервал времени между двумя событиями в системе, относительно которой объект движется со скоростью υ.
Если υ<<с, то в формулах (1) и (2) можно пренебречь величиной υ2/с2. Тогда l≈l0 и τ≈ τ0, т.е. релятивистское сокращение размеров тел и замедление времени в движущейся системе отсчета можно не учитывать.
3.Релятивистский закон сложения скоростей (направленных вдоль одной линии)
Релятивистскими называются эффекты, наблюдаемые при скоростях движения, близких к скорости света.
υ1 – скорость тела в 1-й системе отсчета;
υ2 – скорость тела во 2-й системе отсчета;
υ – скорость движения 1-й системе отсчета относительно 2-й.
При υ1, υ<<с получаем υ2= υ1+ υ, т.е. закон сложения скоростей в классической
механике.
Если υ=с (т.е. речь идет о распространении света), получаем υ2=с, что соответствует
второму постулату ТО ,при любых скоростях υ1 и υ результирующая скорость не превышает с.
6.Закрепление изученного материала.
Вопросы:
-Какие утверждения лежат в основе теории относительности?
-Какие события называются одновременными?
-При каких скоростях движения релятивистский закон сложения скоростей переходит в классический.
6.Рефлексия:Что нового узнали на уроке? Сделайте вывод.
Вывод: Одновременность событий относительна
Длина тела , промежуток времени между событиями являются относительными.
Релятивистский закон сложения скоростей переходит в классический при
скорости малой по отношению к скорости света.
7.Домашнее задание.
Прочитать § 75,76,77,78
Выучить определения, термины, постулаты,формулы.
Автор(ы): Крутова В. Г.
Скачать: Физика 11кл - Конспект.docxАвтор(ы): Крутова В. Г.
Скачать: Физика 11кл - Презентация к уроку.ppt
