Презентация по теме: Специальная теория относительности

Урок по теме: Специальная теория относительности

С Т О

Цели урока:

• 1. Обобщить знания учащихся о классическом представлении пространства и времени; об электромагнитной теории Максвелла
• 2.Раскрыть физический и философский смысл постулатов Эйнштейна
• 3.Познакомить учащихся с современными представлениями понятия пространства и времени
• 4. Способствовать выработке диалектико-материалистического мировоззрения

Галилео Галилей(1564-1642гг)

• ВСЕ МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ ПРОТЕКАЮТ ОДИНАКОВО ВО ВСЕХ инерциальных системах отсчета.
• Все ИСО равноправны при описании механических явлений

Исаак Ньютон(1642-1727)

• Основные законы механики
• Закон всемирного тяготения
• Время и пространство абсолютны

Принцип относительности Галилея

А

Какие из предложенных систем отсчета являются инерциальными?

Б

V2

V

V1

+ +

=

В

ТЕОРИЯ ЕДИНОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ Майкл Фарадей Джеймс Максвелл Генрих Герц

C=300тыс. Км/с скорость света

V- скорость автомобиля относительно земли

Какова скорость светового сигнала относительно человека, стоящего на земле?

Какова скорость светового сигнала относительно человека, бегущего навстречу машине?

Что же делать? Как сопоставить законы электродинамики Максвелла с принципами механики Ньютона ?

• По Максвеллу : скорость света с=300 тыс. км/с- максимальная скорость в вакууме

• Возникает противоречие

• По Ньютону: скорость автомобиля складывается со скоростью света и скоростью бегущего навстречу человека

Основные предположения

Принцип относительности неприменим к электромагнитным явлениям.

Х. Лоренц

Основные предположения

Уравнения Максвелла несправедливы

Г. Герц

За решение проблемы берется Альберт Эйнштейн

Основные предположения

Принцип относительности и уравнения Максвелла справедливы,

нужно отказаться от классических представлений о пространстве и времени.

А. Эйнштейн

Постулаты СТО

1 ПОСТУЛАТ ( принцип относительности) :

все процессы природы протекают одинаково во всех

ИСО.

(Все ИСО физически равноправны.)

2 ПОСТУЛАТ:

скорость света в вакууме одинакова для всех ИСО.

Она не зависит ни от скорости источника, ни от

скорости приемника светового сигнала

Следствия постулатов СТО

1. Релятивистский закон сложения скоростей

Следствия постулатов СТО

2. Относительность расстояний и размеров

Следствия постулатов СТО

3. Относительность времени

Следствия постулатов СТО

4. Относительность массы

m 0 - масса тела в системе отсчета,

в которой оно движется

m- масса тела относительно

неподвижной системе отсчета

v- скорость движущейся системы

Вернемся к задаче про автомобиль

C=300тыс. Км/с скорость света

V- скорость автомобиля относительно земли

Какова скорость светового сигнала относительно человека, стоящего на земле?

Какова скорость светового сигнала относительно человека, бегущего навстречу машине?

1. Какие из утверждений соответствуют постулатам теории относительности:

1 - все процессы природы протекают одинаково в любой инерц. 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 . Кто раньше увидит загоревшийся зеленым светофор, пешеход, стоящий у обочины или шофер приближающегося автомобиля?

А) пешеход Б) шофер В) одновременно Г) тот, кто ближе к светофору

3. Астронавт взял с собой в полет будильник, который брат- блезнец привез ему из Китая.

Как будут идут часы на корабле относительно хода часов наблюдателя на Земле?

А) медленнее Б) быстрее В) также, как и на Земле 4.Сколько времени пройдет на Земле за то время, что длится наш урок в 45 минут, если бы мы провели его на космолете, имеющем скорость 0,8С ?

А) 1ч 15 мин Б) 36 мин В) 24 мин Г) 45 мин.

5. Кто утверждал, что все ИСО равноправны, и во всех ИСО не только механические, но и все другие физические законы имеют одинаковую форму?

А) Г.Галилей; Б) И.Ньютон;

В) А.Эйнштейн. Г) Д. Максвелл

Современная физика

СТО

Классическая физика

Энергия покоя: E=mc 2

Энергия движения

p=mV-импульс

"Я довольствуюсь тем, что с изумлением строю догадки об этих тайнах и смиренно пытаюсь мысленно создать далеко не полную картину совершенной структуры всего сущего." А. Эйнштейн.

Подведение итогов

• С какой НОВОЙ теорией мы сегодня познакомились?
• Каковы основные положения этой теории
• Какое значение имеет теория Эйнштена для науки
• Почему специальная теория относительности получила право на существование?

Теория относительности возникла не случайно, а явилась закономерным итогом предшествующего развития физической науки.

Новая теория только тогда имеет право на существование, ели она не отменяет старой, а включает её в себя как частный, предельный случай.

Домашнее задание: §76,§78, упр .11

• 1.Зависит ли одновременность двух событий от системы, связанной с наблюдателем?
• 2. Комета приближается к Земле со скоростью 0,8 с . С какой скоростью будет приближаться к нам свет от этой кометы?  
• 3.Какова длина пятиметрового стержня(для земного наблюдателя), движущегося со скоростью 0,9 с ?
• 5.Сколько времени пройдет на Земле за 3дня путешествия на ракете со скоростью 0,7 с?
• 6. Во сколько раз изменится масса частицы при движении со скоростью 0,5 с ?

IV. Подведение итогов

• С какой НОВОЙ теорией мы познакомились?
• Каковы основные положения этой теории
• Какое значение имеет теория Эйнштейна для науки
• Почему специальная теория относительности получила право на существование?
• Теория относительности возникла не случайно, а явилась закономерным итогом предшествующего развития физической науки. Новая теория только тогда имеет право на существование, ели она не отменяет старой, а включает её в себя как частный, предельный случай.

Самостоятельная работа

1.Постулаты теории относительности

2.Чем гениальна СТО, созданная Эйнштейном?

3. Сколько времени пройдет на Земле за то время, пока астронавт летит на космолете, имеющем скорость 0,8С в течение 10лет?

( 2 лет)?

4. Автомобиль приближается со скоростью

20м/с ( 25м/с). Докажи, что свет фар приближается к наблюдателю со скоростью, не превышающей скорость света.