Альберт Эйнштейн. Специальная теория относительности

Министерство образования и науки Республики Дагестан Муниципальное казённое общеобразовательное учреждение Средняя общеобразовательная школа №10 План конспект  открытого урока по физике в 11 классе "Альберт Эйнштейн. Специальная теория относительности" Провёл: учитель МКОУ СОШ №10 Рагимов Р.Г. Избербаш 2018 год Конспект открытого урока по физике в 11­м классе "Альберт Эйнштейн. Специальная теория относительности" Во всем виноват Эйнштейн. В 1905 году он заявил, что абсолютного покоя нет, и с тех пор его действительно нет. Стивен Ликок Цели урока:  Познавательная: Изучение основ специальной теории относительности – постулатов  СТО, следствий теории относительности, примеров их проявлений. Знакомство с  жизнью А.Эйнштейна.  Воспитательная: Воспитание уважения к творчеству ученого, формирование  физического мировоззрения, ответственности, которая стоит перед учеными за  последствия применения научных открытий перед человечеством.  Развивающая: Развитие познавательного интереса к предмету, умения логически  мыслить, анализировать, сопоставлять научные факты. Подготовка к уроку: Подготовка наглядности к уроку: портреты Эйнштейна в  позднем возрасте, карикатуры на него, портрет Амадея Моцарта, фото скрипки, компаса,  атомного взрыва, участков звездного неба, высказывания великого ученого. ТСО: графопроектор, лазерная указка, музыкальный центр, СД «Музыка А.  Моцарта». Ход урока 1. Организационный момент 2. Беседа (звучит музыка А. Моцарта). Учитель: Накануне мы с вами познакомились с некоторыми моментами из жизни  Эйнштейна. Вы получили задание – ответить на несколько вопросов.  Первый вопрос: Назовите черты характера этого выдающегося человека, ученого,  мыслителя. Ученики: упорство, воля, дух независимости и свобода, удивление самому себе,  умение жить в согласии со своей совестью, неряха, любовь к музыке, детская  непосредственность, страстное любопытство, способность ясно и точно формулировать  свои мысли, исключительная способность сосредоточиться, научный инстинкт,  философские воззрения, пацифизм. Второе задание: Веселые истории, анекдоты. Ученики: 1. В начале научной карьеры Эйнштейна один журналист спросил госпожу Эйнштейн,  что она думает о своем муже. ­ Мой муж – гений! ­ сказала госпожа Эйнштейн. – Он умеет делать абсолютно все, кроме  денег. 2. – Как Вы записываете свои великие мысли? – спросил журналист. – У Вас есть для  этого блокнот или записная книжка? Эйнштейн посмотрел на журналиста, стоявшего перед ним с записной книжкой, и сказал: ­  Милый мой… Настоящие мысли приходят в голову так редко, что их нетрудно и  запомнить. 3. Альберт Эйнштейн любил фильмы Чарли Чаплина и относился с большой  симпатией к созданному им герою. Однажды он написал в письме к Чаплину: «Ваш фильм  «Золотая лихорадка» понятен всем в мире, и вы непременно станете великим человеком.  Эйнштейн.» На это Чаплин ответил: «Я восхищаюсь Вами еще больше. Вашу теорию  относительности никто в мире не понимает, а Вы все­таки стали великим человеком.  Чаплин». Рисунок 1 Рисунок 2 Третий вопрос: Назовите факторы, которые повлияли на формирование  мировоззрения. Ученики: Любовь к скрипичной музыке А. Моцарта, И. Баха. Научился играть на  скрипке в 6 лет. Музыка помогала вызывать симпатию и сходиться с людьми. Однажды в Праге он должен был читать доклад, но вместо этого, к необычайной радости толпы, стал… играть на скрипке. В возрасте четырех лет Эйнштейн пережил настоящее чудо, когда отец показал ему  компас. То, как вела себя его стрелка, не вписывалось в событийный ряд, в неосознанной  форме являвший себя в мир понятий. Рисунок 3 Рисунок 4 Знакомство с евклидовой геометрией на плоскости. Книга по евклидовой геометрии  запомнилась ясностью суждений и непреложностью доказательств. Эйнштейн писал: «  Когда я спрашиваю себя, чем можно объяснить то, что именно я открыл теорию  относительности, я думаю, что все дело заключается в следующем: нормальный взрослый  человек не ставит перед собой проблему осмысления пространства и времени. Все, что, по  его мнению, можно думать об этом, он пережил уже в детстве. Я же, напротив, развивался  настолько медленно, что начал думать о пространстве и времени и изумляться этому, когда уже был взрослым человеком. Естественно, что я смог поникнуть в эту проблему глубже,  чем обычный ребенок. Влияние семьи и друзей (его дядя и отец были владельцами электротехнической  фабрики), тяга к самообразованию, талант вкупе с изобретательностью и упорством.  Наконец, просто удача. Но были и научные предпосылки возникновения теории относительности. Как  известно, Альберт Эйнштейн работал в патентном бюро в Берне, туда регулярно поступали заявки на изобретения в области пространства­времени. Фактически, Эйнштейн буквально  держал руку на пульсе своего времени. В конце 19 века был поставлен знаменитый опыт по  обнаружению «эфирного ветра» американскими учеными Альбертом Майкельсоном и  Эдвардом Морли в Кливленде, в подвале лаборатории. Прибор был установлен на  квадратной каменной плите, плавающей в жидкой ртути. Система зеркал направляла пучок  света в определенном направлении, зеркала отражали пучок туда и обратно по одному  направлению так, что он делал 8 пробегов. В то же время другая система зеркал посылала  пучок в перпендикулярном направлении. Прибор медленно поворачивали и рассматривали  интерференционные картины , образованные двумя потоками световых пучков. Ученые  были поражены и разочарованы, интерференционные полосы не изменяли своего вида,  следовательно, скорости световых пучков не зависели от эфирного ветра, а самого  эфирного ветра (а значит и эфира) нет! 3. Новый материал: Таким образом, не существует преимущественной инерциальной системы, связанной с эфиром. В основе специальной теории относительности (СТО) лежат два постулата: (работа с  учебником «Физика 11», стр. 214). 1 постулат: Все процессы природы протекают одинаково во всех инерциальных  системах отсчета. 2 постулат: Скорость света в вакууме одинакова для всех инерциальных систем  отсчета. Она не зависит ни от скорости источника, ни от скорости приемника светового  сигнала. Принятие этих двух постулатов привело к необходимости коренных изменений в  представлениях о свойствах пространства и времени, принятых в классической физике.  Явления, описываемые СТО, но не объяснимые с позиций классической физики,  называются релятивистскими. Статья Альберта Эйнштейна «Электродинамика движущихся тел», посвященная  СТО, была написана в 1905 году, а в 1907 году автор направил ее на конкурс в университет  г. Берна. Один из профессоров вернул Эйнштейну его работу со словами: «Того, что вы  написали здесь, я совершенно не понимаю». В 1916 году была написана работа по общей  теории относительности. Вряд ли существовал другой такой ученый, личность которого  была бы столь популярна среди населения всей планеты и вызывала всеобщий интерес. Посмотрим, что было необычного в СТО. С точки зрения СТО продолжительность событий, количество движения, масса тела не  являются величинами абсолютными, они зависят от скорости движения наблюдаемых  объектов относительно наблюдателя. Эффекты СТО начинают проявляться при скоростях,  близких к скорости света, а при обычных, земных скоростях движение и характеристики  объектов можно рассчитывать по хорошо знакомым классическим формулам. Теория  относительности – дальнейшее обобщение, развитие физических законов движения. Она не  отменяет, а включает в себя как необходимую составную часть всю классическую  механику. Рассмотрим некоторые следствия, вытекающие из СТО: 1. Релятивистский закон сложения скоростей. Если тело движется со скоростью v в одной системе отсчета, то в другой системе отсчета,  относительно которой первая система отсчета движется со скоростью v1 в том же  направлении, скорость тела определяется выражением: Из этой формулы:  при v<