電磁場理論引發(fā)的怪異問題-完整版獲獎?wù)n件

1、5.1 電磁場理論引發(fā)的怪異問題 學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1.了解相對論誕生的歷史背景，知道麥克耳孫一莫雷實驗2.了解經(jīng)典的相對性原理(伽利略相對性原理)3.進(jìn)一步認(rèn)識經(jīng)典電磁理論的缺陷 學(xué)習(xí)探究區(qū)電磁場理論引發(fā)的怪異問題：1.歷史上一個著名的實驗：邁克爾孫-莫雷實驗2.經(jīng)典電磁理論的“缺陷”問題設(shè)計1.舉例說明電磁場理論與經(jīng)典物理學(xué)存在著尖銳的矛盾。答案一輛車對地做勻速直線運動速度為v，若自車廂后壁發(fā)出一個閃光，按照經(jīng)典物理速度合成公式，這個閃光對地的速度為Vcv。但電磁場理論中光在真空中的傳播速度為c，并不涉及參考系問題。一、邁克爾孫-莫雷實驗2.邁克耳孫莫雷實驗說明了什么？答案說明光速c是不變的。要

2、點提煉：1按經(jīng)典物理速度合成公式，一個人在相對地面以速度v運動的車或船上，向前進(jìn)方向擲出一個相對于自己以速度u運動的球，則球相對地面的速度應(yīng)為Vuv。2對光的傳播應(yīng)用了經(jīng)典的物理速度合成公式后，得出的結(jié)果與電磁場理論中“光在真空中的傳播速度為c”產(chǎn)生了矛盾。即經(jīng)典的速度合成公式對電磁學(xué)不適用。3.邁克耳孫莫雷實驗說明：光在任何方向上傳播時，相對地球的速度都是 的。也就是說，地球相對于“以太”的速度v實際上為零，或者說“以太”根本 .光速c是 的。相同不存在不變1伽利略相對性原理：力學(xué)規(guī)律在任何慣性系中都是相同的，即任何慣性參考系都是平權(quán)的(即等價的)。2伽利略相對性原理：對于力學(xué)規(guī)律來說，一切

3、慣性系都是等價的。3愛因斯坦認(rèn)為，在不同的慣性系中，一切物理規(guī)律(包括電磁規(guī)律)都應(yīng)該的是相同的。二、經(jīng)典電磁理論的“缺陷”要點提煉1.按經(jīng)典物理速度合成公式，一個人在相對地面以速度v運動的車或船上，向前進(jìn)方向擲出一個相對于自己以速度u運動的球，則球相對地面的速度應(yīng)為V 。2.對光的傳播應(yīng)用了經(jīng)典的物理速度合成公式后，得出的結(jié)果與電磁場理論中“ ”產(chǎn)生了矛盾。即經(jīng)典的速度合成公式對電磁學(xué)不適用。uv光在真空中的傳播速度為c例1如圖1所示，在列車車廂的光滑水平底面上有一個質(zhì)量為m5 kg的小球，正隨車廂一起以20 m/s的速度勻速前進(jìn)?，F(xiàn)在給小球一個水平向前的F5 N的拉力作用，求經(jīng)10 s時，

4、車廂里的觀察者和地面上的觀察者看到小球的速度分別是多少？圖1解析對車廂里的觀察者物體的初速度為0，加速度a 1 m/s2經(jīng)10 s時，速度v1at10 m/s。對地面上的觀察者解法一物體初速度v020 m/s加速度相同a 1 m/s2經(jīng)10 s時，速度v2v0at30 m/s。解法二根據(jù)速度合成法則v2v1v0(1020) m/s30 m/s。答案10 m/s30 m/s課堂要點小結(jié)電磁場理論引發(fā)的怪異問題問題：光在真空中的速度為c，與參考系無關(guān)邁克耳孫莫雷實驗?zāi)康模鹤C明以太是否存在結(jié)論：以太不存在，光速不變電磁理論的“缺陷”伽利略相對性原理愛因斯坦的觀點通過學(xué)習(xí)我們知道了：1“以太”不存在；

5、2光速不會隨參考系而發(fā)生變化，即光速不變；3得到以上兩個結(jié)論的基礎(chǔ)是實驗：邁克耳-莫雷實驗以及一些測定光速的實驗。4愛因斯坦經(jīng)過多年的探索和深邃的思考，發(fā)現(xiàn)經(jīng)典物理學(xué)的時空觀存在問題。自我檢測區(qū)1.下列關(guān)于經(jīng)典力學(xué)的時空觀，正確的是()A.經(jīng)典力學(xué)的時空觀中，同時是絕對的，即在一個參考 系中的觀察者在某一時刻觀察到的兩個事件，對另一 參考系中的觀察者來說也是同時發(fā)生的B.在經(jīng)典力學(xué)的時空觀中，時間間隔是絕對的，即任何 事件(或物體的運動)所經(jīng)歷的時間，在不同的參考系 中測量都是相同的，而與參考系的選取無關(guān)C.在經(jīng)典力學(xué)的時空觀中，空間距離是絕對的，即如果 各個參考系中用來測量長度的標(biāo)準(zhǔn)相同，那么空間兩 點距離是絕對不變的量值，而與參考系的選取無關(guān)D.經(jīng)典力學(xué)的時空觀就是一個絕對的時空觀，時間、空間與物體的運動無關(guān)解析由經(jīng)典力學(xué)時空觀內(nèi)容可知A、B、C、D正確。答案ABCD2.下列說法中正確的是()A在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量是不隨物體運動狀態(tài)而改變的B以牛頓運動定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)理論具有局限性，它只適用于低速運動，不適用于高速運動；只適用于宏觀世界，不適用于微觀世界C相對論的出現(xiàn)否定了經(jīng)典力學(xué)理論D伽利略的“自然數(shù)學(xué)化”的方法和牛頓的“歸納演繹法”是經(jīng)典力學(xué)方法的典型 解析：選ABD。在經(jīng)典