Special relativity is a subject that attracts interest among students, but there are many things that make students experience it as difficult. As a physics teacher, it is important to both have a solid base of knowledge in physics as well as educational knowledge within the subject. You need to know what students usually struggle with, which parts to focus on to give the students a good understanding of physics, et cetera. This project is a literature study that examines special relativity in four parts. The first part of the project is a historical description of special relativity, summarizing how researchers have concluded the theory of special relativity. It consists of a series of experiments and hypotheses before Einstein tied everything together with his theory of special relativity. Then the central ideas of special relativity are described, with a focus on exercises that describe relativistic phenomena. The ideas covered in this second part are the relativity of simultaneity, time dilation, length contraction and mass and energy equivalence. The third part consists of a summary of current educational research to explore different ways to teach special relativity, according to the educational research. Many students make up their own explanations when presented with a relativistic phenomenon, that matches their Newtonian view in mechanics. It is a challenge to get students to think in a new relativistic way. A common difficulty is to move between different reference systems, which is necessary since relativistic phenomena in movement is only visible when looking at the same movement from different reference system. For the last part of the project, the Swedish curriculum and Swedish textbooks are examined. The section on relativity often begins with what students struggle most with, moving between frames of reference. Before introducing special relativity, it is useful to practice switching between different reference systems in classical mechanics, using Galilean transformations and relative motion. Another idea might be to introduce special relativity with, for example, the equivalence in mass and energy, where students do not encounter the problem with reference systems. / Speciell relativitetsteori är något som väcker nyfikenhet hos elever, men det finns mycket som gör att eleverna upplever det som svårt. Som lärare är det viktigt att ha en gedigen ämneskunskap och mycket didaktisk kunskap. Man måste ha koll på vad eleverna brukar ha svårt för, vilka delar man bör fokusera på för att eleverna ska få en bra grund, med mera. Det här projektet är en litteraturstudie som undersöker speciell relativitetsteori i gymnasieskolan i fyra delar. Första delen i projektet är en historisk beskrivning av speciell relativitetsteori, hur forskare har kommit fram till den speciella relativitetsteorin. Historiebeskrivningen består av en serie experiment och hypoteser innan Einstein knöt ihop säcken med den speciella relativitetsteorin. Sedan beskrivs de centrala idéerna inom relativitetsteori, med fokus på många exempel som beskriver relativistiska fenomen. De delar som behandlas i det här projektet är relativiteten i simultanitet, tidsdilatation, längdkontraktion samt massa- och energiekvivalens. Den tredje delen består av en sammanfattning av modern fysikdidaktisk forskning, för att ta reda på hur man kan undervisa forskningsbaserat inom speciell relativitet. Elever skapar ofta egna förklaringar till relativistiska fenomen, som stämmer bättre överens med en Newtonsk uppfattning. Att få eleverna till ett nytt relativistiskt tankesätt är en utmaning. Det som elever främst har svårt med är att gå mellan olika referenssystem, vilket är nödvändigt för att uppfatta relativistiska fenomen inom rörelse. Till sist undersöks den svenska läroplanen och svenska läroböcker. Ofta börjar avsnittet om relativitetsteori med det elever har som svårast för, att gå mellan olika referenssystem. Innan speciell relativitetsteori introduceras är det bra att öva att gå mellan olika referenssystem inom klassisk mekanik, arbeta med relativ rörelse och Galileitransformationer. En annan idé kan vara att introducera speciell relativitetsteori med till exempel ekvivalensen i massa- och energi, där eleverna inte stöter på det problemet.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:uu-486135 |
| Date | January 2022 |
| Creators | Niklasson, Vendla |
| Publisher | Uppsala universitet, Fysikundervisningens didaktik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | FYSAST ; FYSPROJ1283 |
Page generated in 0.0019 seconds