Logo Universiteit Utrecht

Handboek Natuurkundedidactiek

4.2.12 Relativiteitstheorie

Literatuur

  • Arons, A.B. (1997). Teaching Introductory Physics. San Francisco: Wiley.
  • Bais, S. & Rijkenberg, B. (2010). Relativiteit. Enschede: Stichting natuurkunde.nl.
  • Bandyopadhyay, A. (2009). Students’ ideas of the meaning of the relativity principle. European Journal of Physics 30(6), 1239–1256.
  • Dimitriadi, K. & Halkia, K. (2012). Secondary students’ understanding of basic ideas of special relativity. International Journal of Science Education 34(16), 2565-2582.
  • Gamow, G. & Stannard, R. (2010). The New World of Mr Tompkins: George Gamow’s Classic Mr Tompkins in Paperback. Cambridge: Cambridge University Press.
  • Hewitt, P.G. (2014). Conceptual Physics (12th ed.). Boston: Pearson.
  • Hewitt, P.G. (2015). Instructor’s Manual for Conceptual Physics (12th ed.). Boston: Pearson.
  • Hewson, P.W. (1982). A case study of conceptual change in special relativity: The influence of prior knowledge in learning. European Journal of Science Education 4(1), 61-78.
  • McGrath, D., Wegener, M., McIntyre, T.J., Savage, C. & Williamson, M. (2009). Student experi­ences of virtual reality: A case study in learning special relativity. American Journal of Phys­ics 78(8), 862-868.
  • Panse, S., Ramadas, J. & Kumar, A. (1994). Alternative conceptions in Galilean relativity: Frames of reference. International Journal of Science Education 16(1), 63–82.
  • Saltiel, E. & Malgrange, J.L. (1980). Spontaneous ways of reasoning in elementary kinematics. European Journal of Physics 1(2), 73-80.
  • Scherr, R.E. (2001). An Investigation of Student Understanding of Basic Concepts in Special Relativity. Washington: University of Washington.
  • Styer, D.F. (2011). Relativity for the Questioning Mind. Baltimore, MD: John Hopkins University Press.
  • Takeuchi, T. (2010). An Illustrated Guide to Relativity. Cambridge: Cambridge University Press.
  • Villani, A. & Pacca, L. (1987). Students’ spontaneous ideas about the speed of light. International Journal of Science Education 9(1), 55-66.

Achtergrond

Lesmaterialen

Lessenseries

Lespraktijk – Het artikel hieronder beschrijft lesactiviteiten rond de eerste bepaling van de lichtsnelheid door Römer in 1676.

Opgaven – Het document hieronder geeft een verzameling opgaven die aansluiten bij de tekst van paragraaf 4.2.12 in het handboek. Zie ook de toelichting in de tabel hieronder.

Opgave Toelichting
6-7 Beschrijven van één beweging vanuit verschillende coördinatenstelsels, en het tekenen van ruimtetijddiagrammen van deze beweging.
12 De vragen bij figuur 197 van deze paragraaf in het handboek.
9 Controleren van de voorkennis over hoe lage snelheden bij elkaar worden opgeteld.
14 Controleren van het begrip van het tweede postulaat. Zie ook de aparte Toelichting_14 op deze opgave.
1-7 Tekenen van ruimtetijddiagrammen in een Newtoniaanse context met oplopende moeilijkheidsgraad.
15 Uitleg van kloksynchronisatie.
21-24 Aflezen van coördinaten in het schuine stelsel in een ruimtetijddiagram met oplopende moeilijkheidsgraad.
25-31 De vertaalde tutorial Events and Reference Frames (Scherr, 2001: p. 207) over de tijdsvolgorde waarin gebeurtenissen plaatsvinden.
32-44 De vertaalde tutorial Simultaneity (Scherr, 2001: p. 217) over de aangepaste treinparadox. Zie ook de aparte Toelichting_32-44 op deze opgaven.
45 Tekenen van het ruimtetijddiagram van de treinparadox.
61 Tijdrek berekenen voor twee stelsels (context: radioactief verval)
63-65 Tekenen van ruimtetijddiagrammen van de drie- en vierlingparadox.
70 Berekenen van de tijdsduur van een ruimtereis op aarde en in een ruimteschip.
66-68 Tekenen van ruimtetijddiagrammen van de trein-en-tunnelparadox.
71 Lastige opgave over lengtekrimp.

Hulpmiddelen

Webfilms

SRT games

Interferometer – Er bestaat een betaalbaar Michelson Interferometer bouwpakket: zie https://www.nikhef.nl/onderwijs/voortgezet-onderwijs/

Ruimtetijddiagrammen – Tools voor het tekenen van ruimtetijddiagrammen zijn te vinden op http://www.trell.org/div/minkowski.html en http://www.robouwerkerk.nl/teken.html