1、江蘇省洪澤中學(xué)高二物理教案（選修34）第十五章 相對論簡介 主備人：孫志成 二次備課： - PAGE 4 -15-2時間和空間的相對性教學(xué)目標(biāo)一、知識與技能：（1）同時的相對性（2）運(yùn)運(yùn)動長度度的收縮縮（3）時時間間隔隔的相對對（4）了了解時空空相對性性的驗(yàn)證證（5）了了解相對對論時空空觀與經(jīng)經(jīng)典物理理時空觀觀的主要要區(qū)別二、過程程與方法法：（1）理理解同時時相對性性的推演演過程（2）理理解從“同時相相對性”出發(fā)得得出“運(yùn)動長長度和時時間間隔隔的相對對性”的過程程三、情感感態(tài)度和和價值觀觀：（1）體體會相對對論嶄新新的時空空觀，體體會相對對論的建建立對人人類認(rèn)識識世界的的影響。（2）辯辯證地看

2、看待經(jīng)典典物理理理論教學(xué)重點(diǎn)點(diǎn)、難點(diǎn)點(diǎn)從“同時時”的相對對性得出出運(yùn)動長長度和時時間間隔隔的相對對性教學(xué)方法法閱讀小結(jié)結(jié)教學(xué)手段段多媒體課課件教學(xué)活動動一、“同同時”的相對對性知道“同同時”的相對對性是相相對論兩兩個假設(shè)設(shè)的直接接推論。講解過過程中要要強(qiáng)調(diào)理理解的出出發(fā)點(diǎn)必必須是兩兩個假設(shè)設(shè)，否則則無法理理解。 兩種情景景中點(diǎn)發(fā)光光 情況1：對于運(yùn)運(yùn)動的火火車上同同時發(fā)生生的兩個個事件，對于地地面就不不是同時時的車上的觀觀察者認(rèn)認(rèn)為光同同時到達(dá)達(dá)車廂的的前后兩兩壁 站臺臺上的觀觀察者認(rèn)認(rèn)為光先先到車廂廂后壁后后到前壁壁講解關(guān)鍵鍵：在各各個參考考系中光光速都為為c 情況2：地面 上同時時發(fā)生的的

3、兩個事事件，對對于運(yùn)動動的火車車也不是是同時的的利用相對對運(yùn)動原原理，可可假設(shè)車車靜人動動 ，人人和地面面相當(dāng)于于火車，結(jié)果與與前面相相似讓學(xué)生自自己分析析課本上上的“思考與與討論”二、長度度的相對對性1、要讓讓學(xué)生知知道長度度的相對對性(動動尺縮短短)，是是“同時”的相對對性帶來來的一個個普遍的的時空屬屬性，它它與物體體的具體體組成和和結(jié)構(gòu)無無關(guān)，當(dāng)當(dāng)物體運(yùn)運(yùn)動速度度越接近近光速，這種收收縮效應(yīng)應(yīng)就變得得越顯著著。2、要講講清利用用嚴(yán)格數(shù)數(shù)學(xué)推導(dǎo)導(dǎo)可以得得到洛倫倫茲變換換的相對對論長度度收縮公公式。3、要讓讓學(xué)生理理解長度度收縮公公式的物物理意義義，必須須注意參參考系的的選擇及及參考系系的運(yùn)

4、動動狀態(tài)。三、時間間間隔的的相對性性 教學(xué)時要要分析清清楚“動鐘變變慢”與同時時的相對對性的聯(lián)聯(lián)系，使使學(xué)生知知道運(yùn)動動的鐘變變慢是同同時的相相對性帶帶來的時時空屬性性。 時間間間隔的相相對性可可以通過過長度的的相對性性的一些些簡單例例子加以以說明。要講清清“動鐘變變慢”(或時時間膨脹脹)是兩兩個不同同慣性系系進(jìn)行時時間比較較的一種種效應(yīng)，不要誤誤認(rèn)為是是時鐘的的結(jié)構(gòu)或或精度因因運(yùn)動而而發(fā)生了了變化。教學(xué)中中特別指指出，運(yùn)運(yùn)動時鐘鐘變慢完完全是相相對的，由于兩兩個慣性性參考系系是平權(quán)權(quán)的，在在它們上上面的觀觀測者都都將發(fā)現(xiàn)現(xiàn)對方的的鐘變慢慢了。四、時空空相對性性的驗(yàn)證證根據(jù)相對對論，時時間在運(yùn)

5、運(yùn)動中會會進(jìn)行的的比較緩緩慢，也也就是說說，在空空間中高高速移動動的時鐘鐘，比固固定于地地面上的的時鐘走走得慢早在19941年年，科學(xué)學(xué)家通過過對宇宙宙線的觀觀測證實(shí)實(shí)了相對對論的結(jié)結(jié)論，美美國科學(xué)學(xué)家羅西西和霍爾爾在不同同高度統(tǒng)統(tǒng)計(jì)了宇宇宙線中中子的數(shù)數(shù)量，結(jié)結(jié)果與相相對論預(yù)預(yù)言完全全一致19711年，科科學(xué)家將將銫原子子鐘放在在噴氣式式飛機(jī)中中作環(huán)球球飛行，然后與與地面的的基準(zhǔn)鐘鐘對照實(shí)驗(yàn)結(jié)結(jié)果與理理論預(yù)言言符合的的很好這是相相對論的的第一次次宏觀驗(yàn)驗(yàn)證五、相對對論的時時空觀牛頓物理理學(xué)的絕絕對時空空觀：物物理學(xué)的的空間與與時間是是絕對分分離沒有有聯(lián)系的的，脫離離物質(zhì)而而單獨(dú)存存在，與與物質(zhì)的的運(yùn)動無無關(guān)。而相對論論認(rèn)為：有物質(zhì)質(zhì)才有時時間和空空間，空空間和時時間與物物體的運(yùn)運(yùn)動狀態(tài)態(tài)有關(guān)。人類對于于空間、時間更更進(jìn)一步步的認(rèn)識識而形成成的新的的時空觀觀，是建建立在新新的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)事實(shí)和和相關(guān)結(jié)結(jié)論與傳傳統(tǒng)觀念念不一致致的矛盾盾基礎(chǔ)上上，不斷斷發(fā)展、不斷完完善起來來的。六、小結(jié)結(jié) 見板書七、作業(yè)業(yè)1、課本本P1114 1、22、3、4、55 2、完成第二教教材相相關(guān)練習(xí)習(xí)板書設(shè)計(jì)計(jì)152 時時間和空空間的相相對性一、“同同時”的相對對性1、對于于運(yùn)動的的火車上上同時發(fā)發(fā)生的兩兩個事件件，對于于地面就就不是同同時的 2、地面面上同時時發(fā)生的的兩個事事件，對對于運(yùn)動動的火車車