| |
| |
| Prędkość światła w różnych układach odniesienia |
| III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres rozszerzony |
| Cele kształcenia – wymagania ogólne II. Rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem praw i zależności fizycznych. Zakres rozszerzony Treści nauczania – wymagania szczegółowe I. Wymagania przekrojowe. Uczeń: 4) przeprowadza obliczenia liczbowe posługując się kalkulatorem; 19) wyodrębnia zjawisko z kontekstu, nazywa je oraz wskazuje czynniki istotne i nieistotne dla jego przebiegu. II. Mechanika. Uczeń: 19) stosuje zasadę równoważności układów inercjalnych (zasadę względności Galileusza). XII. Elementy fizyki relatywistycznej i fizyka jądrowa. Uczeń: 1) wskazuje niezależność prędkości światła w próżni od prędkości źródła i prędkości obserwatora, opisuje względność równoczesności. |
Kształtowane kompetencje kluczowe: | Zalecenia Parlamentu Europejskiego i Rady UE z 2018 r.:
kompetencje w zakresie rozumienia i tworzenia informacji,
kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii,
kompetencje cyfrowe,
kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się.
|
| Uczeń:
omówi, dlaczego i jak powstała Szczególna Teoria Względności (STW) Einsteina;
wymieni różnice w założeniach mechaniki Newtona i Szczególnej Teorii Względności;
wyjaśni, dlaczego prędkość światła, zgodnie z dzisiejszym stanem wiedzy, nie zależy od prędkości źródła i obserwatora;
zastosuje zdobytą wiedzę w analizie zjawisk.
|
| IBSE (Inquiry‑Based Science Education - nauczanie/uczenie się przedmiotów przyrodniczych przez odkrywanie/dociekanie naukowe) |
| wykład problemowy, burza mózgów |
| praca zespołowa, praca w grupach |
| rzutnik, ekran, Internet, zestawy zadań |
| aplikacje ilustrujące konsekwencje niezależności prędkości światła od układu odniesienia i transformacji Lorenza np.: [https://www.edukator.pl/site/applet/?id=1004](https://www.edukator.pl/site/applet/?id=1004); https://www.edukator.pl/site/applet/?id=253 |
|
|
Nauczyciel zadaje pytanie
Jakie są założenia mechaniki Newtona? Oczekiwana odpowiedź: czas i przestrzeń są absolutne, spełnione są zasady dynamiki.
Co to jest inercjalny układ odniesienia? Oczekiwana odpowiedź: Układ, względem którego ciała nie zmieniają prędkości bez działania siły lub spełniona jest I zasada dynamiki Newtona.
|
|
Uczniowie z pomocą nauczyciela analizują zasadę względności Galileusza i transformację Galileusza. Nauczyciel podaje przypadki, w których transformacja Galileusza „nie działa” - na przykład: istnienie pola magnetycznego zależy od układu odniesienia, różne sposoby wyjaśnienia zjawiska indukcji w zależności od wyboru układu odniesienia. Nauczyciel omawia doświadczenia Michelsona- Morleya. Nauczyciel przestawia transformację Lorentza i przyczynę jej powstania. Nauczyciel przedstawia, jak doszło do sformułowania STW i jej podstawowe założenia. Uczniowie analizują przykładowe wnioski wynikające z transformacji Lorenza. |
|
Uczniowie, w grupach, rozwiązują zadania 3, 4, 5, 9 z zestawu ćwiczeń. Nauczyciel pełni rolę doradcy, obserwuje i kontroluje pracę uczniów. Poprzez analizę wypowiedzi uczniów nauczyciel określa, w jakim stopniu osiągnięte zostały wyznaczone cele. |
|
Uczniowie rozwiązują zadania 1, 2, 6, 7, 8 z zestawu ćwiczeń. |
Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium | Film może być wykorzystany przy powtarzaniu wiadomości i na innych lekcjach na temat Szczególnej Teorii Względności. |