劉文旺
伽利略是近代物理之父,他的老師對(duì)他的評(píng)價(jià)是:連自己的母親都敢踢兩腳的小馬駒。質(zhì)疑精神之強(qiáng)可見一斑。
教材是學(xué)生學(xué)習(xí)的核心,是教師執(zhí)教的根本。教材要是有問題,把錯(cuò)誤的概念教給學(xué)生這是違背教育初衷的。我們做不了伽利略,但也要勇于質(zhì)疑,只有質(zhì)疑才會(huì)有創(chuàng)新!
古之學(xué)者必有師。師者,所以傳道受業(yè)解惑也。這是我們大家都知道的韓愈名言。大學(xué)、中學(xué)教師也是從大學(xué)出來的。對(duì)教師的教育尤其不能出現(xiàn)錯(cuò)誤。
一、注意狹義相對(duì)論的一些問題
1.介質(zhì)中的狹義相對(duì)論
目前,在大學(xué)中對(duì)狹義相對(duì)論的質(zhì)疑已經(jīng)具有普遍性。今天我們從另一個(gè)角度分析它存在的問題。
兩個(gè)基本事實(shí)是:a.電磁理論等同地適用于真空與介質(zhì)中,真空中具有光速不變性,介質(zhì)中也應(yīng)該具有光速不變性;b.有初中學(xué)歷的人就知道,無論是自然界中還是實(shí)驗(yàn)室中的介質(zhì),都擁有確定的折射率和不變的光速,而被我們忽略的事實(shí)是:這些介質(zhì)也在隨地球的自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)而運(yùn)動(dòng)著,因此,介質(zhì)中的光速也與地球的自轉(zhuǎn)無關(guān),同樣違背經(jīng)典意義下的速度疊加原理。同樣需要給出解釋。
把狹義相對(duì)論應(yīng)用在介質(zhì)(水中)中解釋了菲索實(shí)驗(yàn),可見,狹義相對(duì)論的思想是適用于介質(zhì)中的。我們把相對(duì)性原理明確應(yīng)用于介質(zhì)中,結(jié)合介質(zhì)中的光速不變現(xiàn)象,類比愛因斯坦,可以建立起介質(zhì)中的狹義相對(duì)論。
基本假設(shè):
(1)廣義相對(duì)性原理:在含有介質(zhì)的慣性系中,物理定律具有相同的形式。
(2)廣義光速不變?cè)恚涸诤薪橘|(zhì)的慣性系中光速具有不變性。
在此基礎(chǔ)上,把真空中的光速C變?yōu)檎凵渎蕿閚的介質(zhì)中的光速C/n,然后完全不變地按照愛因斯坦推導(dǎo)狹義相對(duì)論的方法,就可以推導(dǎo)出介質(zhì)中的相對(duì)論(推到過程較長(zhǎng),本文沒有列出)。
為了便于比較,我們把兩者的結(jié)論放在一起,見下表:
在具體的教材編寫中,一定要指出狹義相對(duì)論存在的不足,不能告訴學(xué)生它是一個(gè)完美的理論。一定要留給學(xué)生獨(dú)立、自由的思考空間。認(rèn)真履行素質(zhì)教育,搞好教育創(chuàng)新。