粵教版必修二52經(jīng)典時空觀與相對論時空觀01-資料下載頁
2024-12-09 05:21本頁面
【導(dǎo)讀】了解伽利略相對性原理，知道時空觀與參考系的聯(lián)系。了解經(jīng)典時空觀及其基本推論，知道牛頓引入絕對時空觀的原因。人們認(rèn)識世界的影響。知道經(jīng)典時空觀與相對論時空觀的主要區(qū)別。通過關(guān)于參考系和運(yùn)動的“討論與交流”，認(rèn)識慣性系的概念與伽利略相對性原理。解讀并分析教材圖5-2-1和圖5-2-2，了解絕對時空觀與實驗事實的矛盾。能力和合作學(xué)習(xí)的精神。界的影響，感受物理學(xué)的發(fā)展對推動社會的作用。生勇于質(zhì)疑，富于想象，培養(yǎng)思維的多向性和發(fā)散性。展和進(jìn)步，從過程的意義來看，科學(xué)的本質(zhì)就是探究，是不斷地追求真理和不斷地修正錯誤，側(cè)重于定性介紹。論為主進(jìn)行教學(xué)，滲透對科學(xué)研究方法的領(lǐng)悟和學(xué)生創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)?？沼^同自然科學(xué)的發(fā)展是密切相關(guān)的，科學(xué)上的重大變革往往伴隨著新時空觀的產(chǎn)生。中運(yùn)用理想實驗對“相對性原理”的闡述，參見課程資源《伽利略相對性原理》。念，所以牛頓力學(xué)必定與一定的時空觀相聯(lián)系。單獨(dú)的線，或者是兩端無限延伸的鐵軌。
【正文】 間 t2，站臺長為 v t2．由于運(yùn)動的時鐘變慢，即 t2小于 t1，故 v t2小于 v t1．所以，乘客完全有理由得出這樣的結(jié)論：站臺縮短了．實際上在車站上的人看來站臺卻并沒有縮短，但他們也同樣有理由說，火車縮短了。 這種現(xiàn)象絕不是一種光幻視，因為用任何測長儀器測量都會得出同樣的結(jié)論．我們在平時看不到這種收縮現(xiàn)象． (只不過是由于在低速緩慢的運(yùn)動中，這種現(xiàn)象不明顯而已．事實上，即使物體運(yùn)動的速度達(dá)到每秒 3萬千米，長度的收縮也 不過是千分之五十．由此可見，時間、空間 和運(yùn)動的確是緊密聯(lián)系的，時間和空間的這種性質(zhì)就叫做時空的相對性。 ) (3)物體質(zhì)量隨速度的增加而增大．愛因斯坦在時空觀的徹底變革的基礎(chǔ)上建立了相對論力學(xué)，指出質(zhì)量隨著速度的增加而增加，當(dāng)速度接近光速時，質(zhì)量趨于無窮大．他給出了著名的質(zhì)能關(guān)系式： E=mc。， 質(zhì)能關(guān)系式對后來發(fā)展的原子能事業(yè)起到了指導(dǎo)作用。 [討論與交流 ] 此處的討論與交流意在使學(xué)生認(rèn)識相對論效應(yīng)顯著與否依賴于運(yùn)動速度的快慢．長度收縮和時間膨脹的效果只有當(dāng)你以接近光速運(yùn)動的時候才能注 意到，當(dāng)運(yùn)動得非常慢 (你可能認(rèn)為你的車開得很快，每小時 120千米，但這對于相對論來 說，是極慢的 )時，相對論效 應(yīng)極其微小，完全可以忽略不計。 狹義相對論時空觀對人類認(rèn)識自然和社會的影響是教學(xué)中要著重引導(dǎo)學(xué)生體會的，其意義與影響應(yīng)包含以下內(nèi)容： (1)相對論的創(chuàng)立對人們的思維方式產(chǎn)生了深刻的影響．人們從中領(lǐng)悟：對同一個事物，不同的人從不同的角度來觀察，觀察的結(jié)果會有一定的差異．所以我們不應(yīng)當(dāng)把自己的認(rèn)識絕對化，盡管這種認(rèn)識是合理的．相對論時空觀使我們摒棄了一些習(xí)以為常但卻并不正確的成見，也 是人類突破牛頓絕對時空觀的束縛，走向現(xiàn)代物理學(xué)真理的一場偉大科學(xué)革命。 (2)相對論嚴(yán)格地考察了時間、空間、物質(zhì)和運(yùn)動這些物理學(xué)的基本概念，揭示了空間 —— 時間的辯 證關(guān)系以及物質(zhì)同時空的關(guān)系，給出了科學(xué)而系統(tǒng)的時空觀和物質(zhì)觀，加深了人們對物質(zhì)和運(yùn)動的認(rèn)識，反映了自然科學(xué)的辯證唯物主義傾向，從而使物理學(xué)在邏輯上成為更完美的科學(xué)體系。 (3)沒有相對論，現(xiàn)代物理學(xué)不可能存在．狹義相對論在很大程度上解決了 19世紀(jì)以來出現(xiàn)的古典物理學(xué)危機(jī)，推動了整個物理學(xué)理論的革命，并且為原子物理學(xué)的發(fā)展和應(yīng)用提供 了依據(jù)；可以說，相對論的建立是現(xiàn)代物理學(xué)最偉大的成就之一，對于現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展和現(xiàn)代人類思想的發(fā)展都有巨大的影響。 (4)經(jīng)典力學(xué)與絕對時空觀可以很好的對付運(yùn)動較慢的諸如蘋果、行星的問越，但在處理以光速或接近光速運(yùn)動的物體時卻根本無效．實際上，經(jīng)典力學(xué)是相對論在低速條件下的近似．可以讓學(xué)生小結(jié)和歸納經(jīng)典時空觀與狹義相對論時空觀的主要區(qū)別， 如下表所示： 絕對時空觀 狹義相對論時空觀 光速 相對的 [來源 :學(xué)科網(wǎng) ] 絕對的 同時 絕對的 相對的 時間與空間 與運(yùn)動無關(guān)，絕對的 與運(yùn)動聯(lián)系，相對的 質(zhì)量 與運(yùn)動無關(guān)，不變的 隨速度增大而增大 [來源 :學(xué)科網(wǎng) ZXXK] [實踐與拓展 ] 推薦書目供對“相對論”有興趣的學(xué) 生進(jìn)一步自學(xué)和了解相對論的知識。 (四 ) 小結(jié) （五）作業(yè)
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