Школьные основы специальной теории относительности
или Как помочь выпускникам сформировать новое мировоззрение на пространство и время
Был этот мир глубокой тьмой окутан. Да будет свет! И вот явился Ньютон. (Эпиграмма XYIII в.)
Но сатана недолго ждал реванша.
Пришел Эйнштейн - и стало все как раньше!
(Эпиграмма XX в.)
СТО раздел открыл учебник ученик. Неужели кто-то в суть уже проник? (Эпиграмма XXI в.)
Суть вещей понять не смог ни Эйнштейн, ни Ньютон. До чего же этот мир запутан! (Эпиграмма XXII в.)
_____________________________________________
Место для вашей эпиграммы...
Сложно, недоступно, противоречиво, непонятно, нелогично, набор утверждений без обоснований, ненаглядно, с ошибками. Так кратко можно охарактеризовать изложения материала в школьном учебнике физики для 11 кл. (Раздел 4) по теме "Основы специальной теории относительности". (См. Физика: учеб. пособие для 11-го кл. ощеобразоват. учреждений с рус.яз. обуч./ В.В.Жилко, Л.Г.Маркович. ─ Мн.: Нар.асвета, 2009.) Судите сами, на весь раздел (4 параграфа!) только 3 рисунка. Программа не предусматривает ни демонстраций, ни компьютерных моделей по причине... (догадайтесь сами). Новые свойства пространства и времени остаются нераскрытыми. Вместо объяснения сложная для понимания цитата Минковского и еще более сложные для понимания поэтические строчки Федора Сологуба. Не задаются авторы новыми представлениями о пространстве и времени и в контрольных вопросах к параграфу. И это правильно: зачем спрашивать о том, о чем не было речи! Пример логики изложения: Цитата: "Зачем изучать специальную теорию относительности? Для этого существует целый ряд причин. ...Во-вторых, ни один сигнал или частица не могут иметь скорость, превышающую скорость света в вакууме". Такова логика, такова одна из причин, для изучения основ СТО! Для учащихся так и остается непонятным: справедлив принцип относительности Галилея в электродинамике, т.е. в отношении электромагнитных и оптических явлений, или нет. Противоречия между классическим законом сложения скоростей Галилея и данными экспериментов по измерению скорости света остаются нераскрытыми.
Преобразования Галилея
Почему преобразования Галилея нельзя применять для света
Историческую ценность опыта Майкельсона-Морли авторы видят в том, что он явился основой для создания СТО. На самом деле способствовал признанию теории. В издании на белорусском языке при переводе вообще возник удивительнейший казус: по тексту оказывается, что движение Земли относительно эфира в знаменитом опыте Майкельсона-Морли было все-таки обнаружено! Читаем на стр. 116 учебного пособия: "Для вырашэння "праблемы эфiру" амерыканскi фiзiк Альберт Майкельсон прапанаваỹ схему эксперыменту, якi дазволiỹ (!) з дапамогай iнтэрферэнцыi выявiць рух Зямлi адносна эфiру". Вот так легко и просто переворачиваются научные истины! Дальше больше.
В следующий раз: О новом учебнике «Физика – 6». §8
Физика: учеб. пособие для 6-го кл. общеобр. учреждений / Л.А.Исаченкова, И.Э.Слесарь. − Мн.: нар. асвета, 2010. − 120 с.: илл.
§ 8. Измерительные приборы. Цена деления. Точность измерений Здесь ты узнаешь: Зачем нужны кратные и дольные единицы, если существует система CИ ? Всегда ли кратные и дольные единицы получаются путем умножения (деления) основных на 10, 100, 1000, ...? О допущенных в учебнике ошибках при переходе к основным единицам.
Физика: учеб. пособие для 6-го кл. общеобр. учреждений / Л.А.Исаченкова, И.Э.Слесарь. − Мн.: нар. асвета, 2010. − 120 с.: илл.
§ 7. Измерительные приборы. Цена деления. Точность измерений Здесь ты узнаешь: Нижняя граница измерения: то ли есть, то ли нет? Правда ли, что любым шкальным прибором измерить можно лишь с точностью, не превышающей цену деления шкалы? Сколько шкал у транспортира?
Физика: учеб. пособие для 6-го кл. общеобр. учреждений / Л.А.Исаченкова, И.Э.Слесарь. − Мн.: нар. асвета, 2010. − 120 с.: илл.
§ 6. Действия над физическими величинами Здесь ты узнаешь: Следует ли учить правило, которое правилом не является? Выявить гениев: кто начертит в школьной тетради отрезок длиной l=48 см?
Физика: учеб. пособие для 6-го кл. общеобр. учреждений / Л.А.Исаченкова, И.Э.Слесарь. − Мн.: нар. асвета, 2010. − 120 с.: илл.
§ 5. Единицы измерения физических величин. Международная система единиц (СИ) Здесь ты узнаешь: Все ли физические величины имеют единицы измерения? Единицы измерения: кг − обозначение или сокращение? Американские ковбои применяли древнерусскую меру длины "сажень"? Почему неудобно было пользоваться такими единицами длины, как фут, дюйм, пядь и др.?
Физика 6. Лабораторная работа №8. Изучение рычажных весов. Измерение массы
Контрольные вопросы:
1) Как измерить массу одного зерна риса, если масса любой из гирь в наборе разновесов больше массы зерна?
2) При взвешивании тела на правой чашке уравновешенных весов оказалось две гири по 200 г, гири в 50 г, 10 г и две ─ по 100 мг. Чему равна масса тела в граммах (г)? В килограммах (кг)?
3) Можно ли считать справедливым утверждение о том, что тело большего объема имеет большую массу, чем тело, объем которого меньше? Ответ обоснуйте.
Выводы. (Приведены примеры выводов.)
Суперзадание: Имея только весы и вырезанную из листа картона квадратную пластинку со стороной а = 3 см, определите площадь пластинки неправильной формы (см.рис.), вырезанной из того же листа картона.
Физика 6. Лабораторная работа №6. Изучение зависимости результата от количества повторных измерений
Контрольные вопросы:
1) Какие причины не позволили вам точно измерить промежуток времени одного колебания?
2) Если бы какой-тоиз десяти результатов измерений промежутка времени совпал со значением tо , означало ли бы это, что данное измерение проведено точно?
Выводы. (Приведены примеры выводов.)
Суперзадание: Проведите измерение суммарного промежутка времени 10 колебаний, а затем, разделив на 10, найдите промежуток времени t4 одного колебания. Сравните промежутки времени t4 , <t3> и tо. Почему этот результат точнее, чем полученное ранее значение <t3> ?