高中狭义相对论的教法浅论

高中狭义相对论的教法浅论

李如虎

【摘要】摘要：笔者发现，只要“从爱因斯坦狭义相对论的两个基本假设出发，用‘光’作为测量工具”，就可以避开洛伦兹变换，利用中学生能够理解的数学知识进行相对论知识的传授，使狭义相对论的观点和公式在中学物理教学中变得十分简捷、有效，容易接受。本文介绍了利用这个方法，定量地进行相对论相关公式（包括时间、长度、速度、质量）的推导过程。

【期刊名称】物理教学探讨

【年(卷),期】2015(033)012

【总页数】3

【关键词】时空观；狭义相对论；教学方法

教材教法研究

狭义相对论的时空观由于其本身不太好理解，中学生对此知识是心生畏惧，所以一直是中学物理教学中的一个难点。在教学探索过程中，笔者尝试从爱因斯坦提出的狭义相对论的两个基本假设出发，凸显用“光”作为测量工具的特色，避开用中学生难以理解的洛伦兹变换，用中学数学知识和中学生已经掌握并理解了的物理规律，巧妙地推导出狭义相对论的主要观点、结论和公式。因为爱因斯坦的时空观中，物体都是高速运动的——物体以接近光速的速度在运动，所以要“凸显用‘光’作为测量工具的特色”。这样就将抽象的逻辑思维变成了高中生易于接受的形象思维，让学生直观地发现狭义相对论的结论，取得了很好的教学效果。本文试将笔者的推导过程，展示如下：

说明1：狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的。