相对论讲座——南附中王峰.pptVIP

相对速度与动钟延缓效应 (τ =1s） V（米/秒） 0.1c=3×107 0.5c 0.8c 0.9c 0.99c 0.999c 0.9998c T(秒) 1.01 1.15 1.67 2.29 7.1 22.4 50 质速关系曲线 质能方程： 这就是我们过去熟悉的动能表达式，这也能让我们看出，牛顿力学是相对论力学在低速情况下的特例． 第五课时 广义相对论简介 【教学目标】： 知识与技能： （1）了解广义相对论基本原理 广义相对性原理和等效原理 （2）广义相对论主要结论 物质的引力使光线弯曲和强引力场附近的时间进程会变慢 （3）介绍广义相对论的实验验证 过程与方法： （1）了解爱因斯坦思考和推演广义相对论思维过程 情感态度和价值观： （1）体会在宇宙中人类的渺小和科学的巨大力量 【教学建议】 (1)超越狭义相对论的思考 介绍爱因斯坦思考狭义相对论无法解决的两个问题： 第一个是引力问题，万有引力定律不满足洛伦兹变换，无法纳人狭义相对论的理论框架； 第二个是非惯性系问题，狭义相对论只适用于惯性系。它们是促成广义相对论的前提。 * * 高中物理选修3-4 《第十五章 相对论简介》 教学设计与教学建议 南师附中 王 峰 主要内容： 一、教材编写意图 二、教材概述 三、教学设计与建议 一、教材编写意图 （一）讲述近代物理知识，体现时代特征 － （二）再现规律探索历程，体会科学精神 1、明确物理理论的发展离不开实验 2、领会物理科学理论发展的必然性 3、感受相对论看世界的崭新时空观 4、认识在宇宙中人类的渺小和科学的巨大力量 二、教材概述 1、知识框架 2、课时分配建议 第一单元 相对论的诞生 1课时 时间和空间的相对性 2课时 狭义相对论的其他结论 1课时 第二单元 广义相对论简介 1课时 第三单元 课题研究 共2课时 课题研究（一）爱因斯坦的贡献 课题研究（二）方兴未艾的宇宙学 课题研究（三）有趣的相对论佯谬 课题研究（四）黑洞的研究 三、教学设计与建议 江苏省物理课程标准教学要求 [课程目标] 知道狭义相对论的实验基础、基本原理和主要结论。 了解经典时空观与相对论时空观的主要区别。体会相对论的建立对人类认识世界的影响。 初步了解广义相对论的几个主要观点和主要观测证据。 关注宇宙学研究的新进展。 [学习要求] …… 所有公式都只作定性要求，不求定量计算。 [教学建议] 1.阅读有关相对论的科普书刊，举办小型讨论会。 2.观看有关宇宙起源的影片，了解宇宙演化与发展。 第一课时 相对论的诞生 【教学目标】： 知识与技能： （1）了解相对论诞生的历史背景，知道麦克耳孙一莫雷实验 （2）了解经典的相对性原理以及与电磁规律之间的矛盾 （3）知道狭义相对论的两个基本假设 过程与方法：（1）了解对经典物理学内部矛盾的探索过程 （2）理解爱因斯坦建立相对论的科学探究思想和逻辑推理方法 情感态度价值观： （1）明确物理理论的发展的基础——实验 【教学建议】 （1）介绍相对论诞生的历史背景 ①以太的研究（鲁科版较详细） ②光速的测量——斐索光速测定 利用齿轮挡光法测光速 齿轮 ③迈克尔逊-莫雷实验 实验原理图 实验干涉条纹 （2）了解经典的相对性原理 ①运动的相对性 中国古代研究：《尚书纬．考灵曜》 “地恒动而人不知，譬如闭舟而行不觉舟之运也。” ②伽里略相对性原理 《关于两种世界体系的对话》： “理想船实验” 伽里略速度变换公式 ： ③牛顿力学的不变性： （3）知道相对性原理与电磁规律之间的矛盾 麦克斯韦电磁理论的困难： 光是电磁波，波速c应与参考系无关。但是，根据相对性原理，不同参考系波速不同。 矛盾激发：“在不同的惯性系中光速不同”——“任何参考系中光速度都应该是同一数值”， （4）知道狭义相对论的两个基本假设 狭义相对论的两个基本原理： ①相对性原理 一切物理定律，在不同的惯性系中是相同的 ②光速不变原理 光在真空中的传播速度在不同的惯性系中测得的数值都是相同的 第二、三课时 时间和空间的相对性 【教学目标】： 知识与技能： （1）同时的相对性 （2）运动长度的收缩 （3）时间间隔的相对（4）了解时空相对性的验证 （5）了解相对论时空观与经典物理时