APP下载

教材改革与素质教育(上)

2017-08-13刘文旺

学校教育研究 2017年30期
关键词:折射率光速伽利略

刘文旺

伽利略是近代物理之父,他的老师对他的评价是:连自己的母亲都敢踢两脚的小马驹。质疑精神之强可见一斑。

教材是学生学习的核心,是教师执教的根本。教材要是有问题,把错误的概念教给学生这是违背教育初衷的。我们做不了伽利略,但也要勇于质疑,只有质疑才会有创新!

古之学者必有师。师者,所以传道受业解惑也。这是我们大家都知道的韩愈名言。大学、中学教师也是从大学出来的。对教师的教育尤其不能出现错误。

一、注意狭义相对论的一些问题

1.介质中的狭义相对论

目前,在大学中对狭义相对论的质疑已经具有普遍性。今天我们从另一个角度分析它存在的问题。

两个基本事实是:a.电磁理论等同地适用于真空与介质中,真空中具有光速不变性,介质中也应该具有光速不变性;b.有初中学历的人就知道,无论是自然界中还是实验室中的介质,都拥有确定的折射率和不变的光速,而被我们忽略的事实是:这些介质也在随地球的自转、公转而运动着,因此,介质中的光速也与地球的自转无关,同样违背经典意义下的速度叠加原理。同样需要给出解释。

把狭义相对论应用在介质(水中)中解释了菲索实验,可见,狭义相对论的思想是适用于介质中的。我们把相对性原理明确应用于介质中,结合介质中的光速不变现象,类比爱因斯坦,可以建立起介质中的狭义相对论。

基本假设:

(1)廣义相对性原理:在含有介质的惯性系中,物理定律具有相同的形式。

(2)广义光速不变原理:在含有介质的惯性系中光速具有不变性。

在此基础上,把真空中的光速C变为折射率为n的介质中的光速C/n,然后完全不变地按照爱因斯坦推导狭义相对论的方法,就可以推导出介质中的相对论(推到过程较长,本文没有列出)。

为了便于比较,我们把两者的结论放在一起,见下表:

在具体的教材编写中,一定要指出狭义相对论存在的不足,不能告诉学生它是一个完美的理论。一定要留给学生独立、自由的思考空间。认真履行素质教育,搞好教育创新。

猜你喜欢

折射率光速伽利略
光速是怎样测量出来的?
凸透镜是否等于会聚透镜
光的折射与全反射考点综述
消失的图像
光速生发器
光速有多快
光速有多快
用传感器重现伽利略对自由落体运动的研究
伽利略与天文年
高二物理能力月月赛(29)