本节内容用物理学史中完整的经典物理学体系建立后所面临的两个无法解决的问题（“迈克尔孙—莫雷实验 ”和黑体辐射的“紫外灾难 ”），直述相对论建立和量子论产生背景，进而交代本章侧重初步了解相对论的相关内容，在必修第三册中再了解量子论的有关内容。锁定本章学习主题后，首先，把经典物理探索光的传播介质“以太 ”的研究（探索“以太风 ”的存在实验）展示出来，让学生用已有的速度合成知识得到“光速与测量者相对光源的运动速度有关 ”的结论。再介绍著名的“迈克尔孙—莫雷实验 ”的结果：光速与测量者相对光源的运动速度无关。当已有理论推导结果与实验事实之间出现矛盾时，进一步介绍爱因斯坦通过科学推理、超越经典大胆假设的狭义相对论的两个基本原理。
物理观念：能初步了解相对论时空观的内涵，建立初步的相对论时空观。
科学思维：知道研究高速世界需要建构物理模型；知道科学推理与大胆想象的重要性。
科学探究：知道在可靠的实验事实基础上，进行科学推理、合理假设等科学研究方法的重要性。
科学态度与责任：通过学习，体会在科学研究中不放过丝毫疑惑、穷根究理的态度和责任。
