Узагальнення матеріалу по темі «Теорія відносності»



Скачати 63.97 Kb.
Дата конвертації23.11.2016
Розмір63.97 Kb.


КЗ «Середня загальноосвітня школа №32

М.Дніпродзержинська»

Урок фізики

11 клас

«Теорія відносності»

Е=mc2

Вчитель: Горбачова О.С.

Тема : Узагальнення матеріалу по темі «Теорія відносності».

Мета : узагальнити матеріал по темі «Теорія відносності», показати приклади використовування принципів теорії відносності, розвивати математичне і логічне мислення, вміння використовувати знання для розв'язування задач, виховувати вміння самостійно поповнювати, розширювати знання, матеріалістичний світогляд.

Тип уроку: узагальнення матеріалу.

Обладнання : таблиці, портрет Альберта Ейнштейна.

ЗМІСТ УРОКУ.

1.Організаційний етап.

Мозковий штурм.


    1. Інтуїція фізики - На чому вона базується? (На глибоких знаннях теорії. Задача перша - знати.)

    2. Що це за швидкість , яка має назву абсолютна?( Абсолютною називають швидкість світла у вакуумі С= 3.108 м/с. Ця константа змінила класичні уявлення про масу, простір, час.)

    3. Задача. Розрахувати відносну швидкість двох тіл, які рухаються з швидкостями v1=v2=с за законами класичної та релятивістської механіки.

2.Математичне мистецтво.

В чому воно полягає? Це вміння користуватися формулами, розв'язувати задачі.

Складаємо таблицю формул.

Задача. Ви учні 11 класу, навчання продовжується 10 місяців. Яку тривалість має навчальний рік на борту ракети, яка рухається зі швидкістю 0,9 с?

Вчитель: Як бачимо, на орбіті за 10 місяців випускники тільки закінчать школу, а їхні однокласники на Землі - перший курс інституту, бо для них вже пройде майже 2 роки.

3.Звіти юних науковців.

1 .Парадокс близнюків.

Ефект уповільнення часу приводить до парадоксу. На Землі живуть два брати: Андрій та Борис, яким по 20 років. Вони збираються здійснити подорож до зірки, яка знаходиться на відстані 25 світлових років, на кораблі зі швидкістю 98% швидкості світла та повернутися назад.



Задача. Борис у 20 років полетів до Зірки з швидкістю 0,98с. Час уповільнився у 5 разів. Скільки років буде брату Андрію на Землі, якщо Борис повернувся у 30 років?

Довідка: 1 світловий рік - це відстань, яку світло пройде за 1 рік. Але Андрій залишається вдома, а Борис вирушає до зірки. Для Андрія на Землі годинник Бориса уповільнив свій хід в 5 разів. В результаті після повернення на Землю у 30 років Борис побачив свого брата вже старим (71 рік). Це фантастика? Чи є підтвердження цього парадоксу?

2. Космонавтика, фізика елементарних частинок.

Для корабля «Восток-5» з космонавтом Валерієм Биковським уповільнення часу за всі 119 годин польоту становило приблизно 0,0002с. У лабораторії ядерної фізики (Дубна,Росія) за допомогою прискорювачів можна розігнати елементарні частинки - пі-мезони - до швидкості 290 км/с. Термін їх життя 17 нс. Як показує теорія відносності, в 4 рази уповільнюється час на пі-мезоні, який рухається з такою швидкістю, що дає змогу його детальніше вивчати. Чим швидше рухається пі-мезон, тим більше часу він не розпадається. Швидкість менше за світлову на 0,01% дає 70-кратне уповільнення. В класичній механіці простір, час, маса - абсолютні величини. Якщо система рухається зі швидкістю, наближеною до швидкості світла, то відстань скорочується, час уповільнюється, маса збільшується. Це релятивістські ефекти...



Задача : Скільки важить 1 кг цукерок на борту ракети, яка рухається зі швидкістю 0,8с?

4.Можливість перельоту на інші планети.

За допомогою міжпредметних зв'язків з астрономією, знань релятивістських ефектів встановити, чи може людина в найближчому майбутньому подорожувати у Всесвіт?



Песиміст. Найближча до нас зірка  Центавра - знаходиться на відстані 4-х світлових років. Якщо рухатися зі швидкістю 50 км/с, то можна дістатися до зірки за 24000 років. Американська міжпланетна станція Ріоnееr-10 була запущена ще 03.03.1972 року для визначення міри небезпеки поясу астероїдів та радіаційних поясів Юпітеру, а також для відпрацювання деяких технічних аспектів польоту до зовнішніх планет. До 17.02.1998 року Ріоnееr-10 залишався найбільш віддаленим від Сонця рукотворним об'єктом , поки його не обігнав Voyager-1. Відповідно до підрахунків, рухаючись зі швидкістю 12,24 км/с, приблизно через 33000 років апарат пройде в районі зірки Росс 248, яка знаходиться на відстані 10,4 світлових років. Але ж люди стільки не живуть. Тому подорож до зірок, далеких галактик - фантастика.

Оптиміст. Можна скористатися релятивістськими ефектами відстані та уповільнення часу.

Песиміст. Але це ж треба рухатися зі швидкостями, наближеними до швидкості світла; таких літальних апаратів поки не розроблено. Разом зі скороченням відстані, уповільненням часу стрімко зростає релятивістська маса. Для прискорення і гальмування навіть невеликого за розміром корабля потрібні величезні запаси палива (еквівалентні повному потоку сонячних променів за 100 млн. років). Все погано... Подорож до зірок у Всесвіті зривається.

Оптиміст. Наведу приклади успіхів у розвитку космонавтики :

- ера космонавтики розпочалася 4 жовтня 1957 року із запуску першого штучного супутника Землі, а в 1961 році – політ на ракеті першої людини – Ю.О.Гагаріна;

- за півсторіччя люди побували двічі на Місяці (1969 рік), в космос на орбітальні станції потрапляють навіть туристи;

-проводяться дослідження Марса, Венери, інших планет Сонячної системи. В 2005 році відкрито десяту планету;

-в липні 2005 року проведено «бомбардування» комети Темпел-1, розроблено програму атаки на астероїд Утокаву;

- людство знає про участь Сонця через декілька мільйонів років, сценарій загибелі Сонячної системи і зробить все можливе для переселення до іншої зірки для збереження цивілізації.

Робимо висновок : «Прийде час, коли наших потомків буде забавляти, що ми не знали понять, які вони вважають такими простими... Багато відкриттів призначено для майбутніх століть, коли вже сама пам'ять про нас зітреться... Природа не розкриває свої таємниці раз і назавжди».(Сенека,2000 років тому).

5.Фізичні читання.

1учень - Альберт Ейнштейн із раннього дитинства навчився грати на скрипці. Його улюблений композитор - Моцарт.



  1. учень - У 12 років Ейнштейна вразила книга з геометрії - «Начала» Евкліда.

Математика захопила Альберта.

1 учень - Для нього було нестерпним зубрити, особливо некорисні відомості з предметів. В 16 років Альберт задався питанням, чи можна догнати світловий промінь.

2 учень – Восени 1900 року Альберт закінчив Цюріхський політехнікум із

відмітками у дипломі за 6-бальною системою: «теоретична фізика»-5, «фізичний практикум»-5, «теорія функцій»-5,5.

1учень - В 1902 році Ейнштейн почав працювати експертом у Патентному бюро в Берні. Робота зі складання патентних формул, не пов'язана з наукою, давала змогу його інтелекту повністю поринути в наукові проблеми.

2 учень – В 1905 році у 26 років Ейнштейн опублікував 5 статей. Робота «До

електродинаміки рухомих тіл» стала революцією в фізиці, яка змінила вчення про простір, час. Спеціальна теорія відносності була написана за 5-6 тижнів. Ейнштейн відмітив несподіваний висновок із цієї теорії – маса тіла повинна бути пропорційною його енергії.

1 учень - 3 1909 року Ейнштейн був позаштатним професором у Цюріхському університеті, читав курс теоретичної фізики.

2 учень - Студенти захоплювалися його неповторною манерою читати лекції.

питання, які професор хотів розкрити, були визначені в замітці розміром з візитну картку. Зміст лекцій він черпав з власної голови.



  1. учень - В 1919 році Ейнштейн вивів нову теорію тяжіння, яку називають «загальна теорія відносності». В 1921 році отримав Нобелівську премію за відкриття закону фотоефекту.

  2. учень - Коли Ейнштейна питали, де його лабораторія, він вказував на свою авторучку, а своїми інструментами називав - лоб.

1 учень - В 1933 році перед нацистською загрозою Ейнштейн покинув Німеччину. В 1939 році він написав листа американському президенту Рузвельту, де попередив про небезпеку для людства можливості створення ядерної бомби. Але в 1945 році саме американці використали цю зброю в Хіросімі та Нагасакі.

2 учень - Одного разу Ейнштейн сказав: «Так, я натиснув на кнопку...». Він відчував свою відповідальність не за те, що був автором теорії відносності, а за те, що людство може зловживати новими силами природи. До кінця свого життя Ейнштейн переживав свою провину.

Вчитель : Ви чули, що Ейнштейн одержав Нобелівську премію за відкриття закону фотоефекту. Це буде наступна тема, яку ми почнемо вивчати і з’ясуємо, як енергія пов'язана з масою.

Задача : Чайник з 2кг води нагріли від 100 С до кипіння. На скільки змінилась маса води?



6.Підсумки.

Домашнє завдання : повторити теми «Енергія», «Хвильові властивості світла».


База даних захищена авторським правом ©lecture.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка