Урок по теме «Элементы релятивистской динамики» 11 класс по учебнику Г. Я. Мякишева, Б. Б. Буховцева.

Урок по теме «Элементы релятивистской динамики»? 11 класс по учебнику Г. Я. Мякишева, Б. Б. Буховцева.
Цель урока: познакомить с релятивистскими формулами нахождения импульса и энергии частицы.
План урока:

Проверка домашнего задания.
Изучение нового материала.
Решение задач.
Тестирование.
Подведение итогов урока.
Задание на дом.
Ход урока
Проверка домашнего задания.(§78(2 часть)).
Ответьте, пожалуйста, на вопросы:
Какой вид имеет релятивистский закон сложения скоростей?
(v2 = v+v1 1+v1vc2)
Что означает каждый элемент этой формулы?
(v – скорость движения системы К1 относительно системы К;
v1 - скорость тела относительно системы отсчёта К1;
v2 – скорость тела относительно системы отсчёта К;
C – скорость света)
Что можно сказать об этой формуле при очень малых скоростях v , v1 ?
(получается классический закон сложения скоростей: v2 = v1 +v, так как знаменатель дроби близок к 1).
Что получаем при v1 =С? (v2 = с).
Изучение нового материала.
Обучающимся предлагается самостоятельно изучить материал , §79(с.235-237) находя ответы на вопросы, поставленные учителем:
При каких скоростях справедлив закон Ньютона и какова его формула? (При малых скоростях; m* ΔvΔt=F )
Справедлив ли закон Ньютона при больших скоростях? (Не справедлив)
Какие величины имеют тот же физический смысл? (энергия, импульс). А какие отличаются? (масса)
У каких частиц скорость равна скорости света и что можно сказать об их массе, импульсе и энергии? (фотоны, нейтроны; m=0, p≠0 и E≠0)
Как называются такие частицы? (безмассовыми)
Какие частицы называются массовыми и какова их скорость? (m≠0, v<c)
По какой формуле находится собственная энергия массовой частицы? (E=mc2)
Когда энергия тела равна нулю и как она называется? (при v=0, называется энергией покоя)
Что свойственно любому телу? (Любое тело уже только благодаря факту своего существования обладает энергией, которая пропорциональна его массе).
Записать в тетрадь формулу, показывающую соотношение между импульсом частицы и ее энергией в ИСО? (E2- p2c2 = m2c4), E - энергия, p- импульс, c- скорость света).
Меняется ли m и c при переходе от одной системы отсчета к другой и E2- p2c2? (Нет)
Каким соотношением связаны между собой энергия частицы и импульс? Записать формулу в тетрадь: (E= p2c2 +m2c4)
Найти и записать в тетрадь формулы для нахождения импульса и энергии частицы:
p=mv1-v2c2 ; E=mc1-v2c2Если v<<c, то какое выражение для импульса получаем? (p=mv)
Как называется множитель 11-v2c2? (релятивистским)
Чему он равен при малых скоростях? (≈1+ v22c2)
Какова формула для нахождения энергии при малых скоростях? (E≈mc2+ mv22)
Из чего складывается релятивистская энергия частицы? (Из собственной энергии частицы и релятивистской кинетической энергии Ek: E = mc2+Ek)
Записать выражение для релятивистской кинетической энергии массовой частицы? (Ek= (11-v2c2-1) mc2).
По какой формуле находится масса частицы? (m =1 c2 E2- p2c2)
А если частица покоится? (m = Ec2)
В чём заключается принцип соответствия и кто его сформулировал? (Любая теория, претендующая на более глубокое описание явлений и на более широкую сферу применимости, чем старая, должна включать последнюю как предельный случай. Сформулирован Нильсом Бором).
Решение задач.
№ 791. Определите релятивистский импульс частицы, летящей со скоростью 0,8с, если ее масса равна 10-25 кг?
Дано: Решение
v=0,8c p=mv1-v2c2 m=10-25кг p = 10-25*0,8*3*1081-(0,8c)2c2 = 2,4*10-170,6 = 4*10-17 кг*м/с
___________
p-?
Ответ: p = 4*10-17 кг*м/с.
№794. Определите собственную энергию электрона. Масса электрона 9,1 *10-31 кг.
Дано: Решение
c= 3*108м/с E=mc2 m=9,1*10-31кг Е=9,1*10-31кг*(3*108м/с)2 = 9,1*10-31кг * 9*1016 м2/с2 =81,9*10-15=
=8,19*10-14 Дж.
______________
Е-?
Ответ: Е = 8,19*10-14 Дж.
№796. Импульс частицы, летящей со скоростью 0,8 с, равен 1,2 *10-15 кг*м/с. Определите ее массу.
Дано: Решение
v=0,8c p=mv1-v2c2 , m=p*1-v2c2v p=1,2 *10-15 кг*м/с m = 1,2 *10-15 1-v(0,8c)2c20,8*3*108 = 1,2*10-15*0,62,4*108 = 0,3*10-23 =
_________________ =3*10-24 кг.
m-?
Ответ: m = 3*10-24 кг.
Тестирование.












Подведение итогов урока.
Подводятся итоги результатов ответов на вопросы, решения задач, компьютерного тестирования. Выставляются отметки.
Задание на дом: §79, №11(2,3), краткие итоги главы IX.