2223 Introductie relativiteit en lichtsnelheid

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

Aanpak 

We gaan als volgt te werk: 

1. Je maakt elke week na het afronden van de paragraaf een checkvraag. Deze is onderdeel van de eindbeoordeling.
2. Aan het einde van de periode kies je een onderzoeksvraag die je kort beantwoord en presenteert

Eindbeoordeling:

Individueel deel (huiswerk opdrachten) en checkvraag (punten)

Groepsdeel (presentatie in de laatste week)

Kan je sneller dan het licht bewegen?

E = mc²

Galileo transformaties

Ruimtetijdiagram (t, x-grafiek)

Wat moet je kennen/kunnen

Referentie systemen kunnen herkennen

Snelheden kunnen uitrekenen in en van bewegende stelsels

Wat zie je hier?

Wat betekent deze formule?E

E​f​​=h⋅f

Waar staat deze formule voor?

λ=​f​​v​​

Geef hier jouw toelichting

Waar het mee begint

Ruimtetijdiagram (t, x-grafiek)

Ruimtetijdiagram (t, x-grafiek)

Snelheden optellen

Wat is de snelheid van de bal gezien vanuit het ruststelsel?

1. 90mph
2. 50mph
3. 140mph
4. 40mph

Wat is de snelheid van de bal gezien vanuit de bestuurder?

1. 90mph
2. 50mph
3. 140mph
4. 40mph

Referentiesysteem

"frame of reference" 

1. Klok

2. Assenstelsel

De lichtsnelheid constant

Wat is die snelheid dan?

Kaas

Magnetron

Berekening

Dat is redelijk in de buurt!
Waarom een afwijking? Waar zit de onnauwkeurigheid?

c=λ⋅f=0,12⋅2450⋅10​6​​=294.000.000​s​​m​​

Experimenten

Eerst maar eens bewijs vinden van 

De jacht op de lichtsnelheid

1. Maxwell

2.  Fizau

3. Foucault

en nog meerdere

Maxwell

Theorie

Praktijk???

Fizeau

De eerste!

Michelson en Morley

Experiment

http://galileoandeinstein.physics.virginia.edu/more_stuff/flashlets/mmexpt6.htm

De gevolgen

(speciale) Relativiteitstheorie van Einstein

Tijd is relatief

Afstand is relatief

De natuukunde zoals die toen bekend was moest aangepast worden.

Vanaf nu gaat het over treinen

Voorbeeld

Werkcollege

Weektaak

Weekvraag: Hoe kun je de lichtsnelheid meten en hoe kwam Einstein er toe te veronderstellen dat de lichtsnelheid in elk eenparig bewegend systeem dezelfde waarde heeft?

De basisopgaven: 11 t/m 15, 18 t/m 20 , 21, 22

Lees: §4.3 Tijdrek en lengtekrimp

Verdiepingsopdrachten: Zie hieronder

Extra: 9, 10, 16,17, 23 t/m 24 

Voorbeeld

Watertaxi / ether

18a

18b

Lesindeling

Deel 1: Bespreken opgaves 18 en 21

Deel 2:
Begeleid werken / vragen stellen over het huiswerk / werken aan model

Hoe groot is de lichtsnelheid?

Reken deze uit met de formule

Controleer het antwoord met de lichtsnelheid in BiNas

Jouw berekende lichtsnelheid:

Kijkopdracht

Wat zijn voor de begrippen afstand, tijd en snelheid de gevolgen van de aanname dat de lichtsnelheid constant is voor elke waaremer. En wat is het gevolg van de aanname dat niets sneller gaat dan de lichtsnelheid

Kijkopdracht

Dat is een beetje veel: dus eerst hoe beschrijven we positie en tijd?

Wat is relativiteit?

www.physics-chemistry-interactive-flash-animation.com