高中历史 第六单元 杰出的科学家 第5课 20世纪的科学伟人爱因斯坦课件 新人教版选修4.ppt

第5课20世纪的科学伟人爱因斯坦 预习导引 一 提出狭义相对论1 成长历程 1 出身 1879年 出生于德国南部小城乌尔姆的一个犹太血统家庭 2 童年 善于思考 对自然界的现象总爱寻根问底 3 中学 被赶出校门 坚持自学 4 大学 进入瑞士苏黎世联邦工业大学师范系 主修数学和物理 迷上了物理学 为以后从事理论物理学研究打下了基础 2 提出狭义相对论 1 提出 1905年6月 发表了 论物体的电动力学 标志着 相对论的提出 2 内容 相对性原理和光速不变原理 3 意义 改变了 的时空观念 揭露了物质和能量的相当性 为原子能的利用奠定了理论基础 是近代物理学领域的一次伟大革命 狭义 牛顿力学 知识点拨 相对论发展了牛顿力学 把牛顿力学概括在相对论力学之中 牛顿力学是相对论力学在低速运动状态下的一个特例 二 推动量子力学的发展1 广义相对论 1 标志 1916年发表论文 2 内容 等效原理 即在一个加速运动的系统里 物质会自动改变运动状态 而改变这种运动状态的力 就是 广义相对性 即在加速运动系统里的惯性力 可以运用到时空中的各种物体运动上 3 意义 改变了人们对 的认识 在广义相对论的指引下 天体和宇宙演化的观测研究及理论探讨前所未有地蓬勃开展起来 广义相对论的基础 惯性力 宇宙 2 推动量子力学发展 1 1905年提出 假说 解释经典物理学无法解释的光电效应问题 2 1921年因 研究而获得诺贝尔物理学奖 他的研究推动了量子力学的发展 3 其他成就 在 统一场论等领域取得重大研究成果 光量子 光电效应 宇宙学 误区警示 爱因斯坦的相对论是现代物理学的标志 而吹响现代物理学第一声号角的是量子论 相对论广博 量子论实用并且最早用于技术研究 如果说相对论作为时空的物理理论从根本上改变了人们以往的时空观念 那么量子论则在很大程度上改变了人们的实践 三 为人类和平进步而斗争1 捍卫和平 1 一战时 在仅有四人参加的 上签字 2 一战后 致力于恢复各国人民的相互谅解 并为此到法 英 荷等国奔走 3 30年代 开始呼吁各国人民为 而斗争 4 二战中 为美国用原子弹轰炸日本城市终生遗憾 5 二战后 致力于防止核战争 亲自领导组织了 反战宣言 和平 科学家非常委员会 2 评价 1 爱因斯坦创立的相对论是人类认识自然过程中一次质的飞跃 这个理论已经成为原子能科学 宇宙航行等的科学理论基础 2 如果没有爱因斯坦 原子能科学 等现代科技或许还在探索之中 宇宙飞船 拓展延伸 为了人类获得永久的和平 爱因斯坦一度建议联合建立一个 世界政府 或者把联合国改组为世界政府 这种美好的愿望虽然是不现实的 但他作为一个具有强烈正义感和社会责任感的 世界公民 却是真实的 史料探究 史料一在牛顿时代 牛顿的道路是一位具有最高思维能力和创造力的人所能发现的唯一道路 牛顿所创造的概念 至今仍然指导着我们的物理学思想 爱因斯坦 主题一经典力学与相对论的关系 史料二作为科学家 他的理论非常深奥 一般人无法领悟 作为思想家 他的见解相当深邃 普通人难以理解 可是 这样一位科学精英和思想精英 为什么会走进大众的生活 成为家喻户晓的人物 并受到全世界男女老少的尊敬和爱戴呢 爱因斯坦是一位有社会责任感和科学良心的世界公民 爱因斯坦与大众科学的诞生 思考 1 史料一中 牛顿所创造的概念 史料二中爱因斯坦的 理论非常深奥 分别指的是什么 它们之间的关系如何 2 1952年11月8日 以色列总理本 古里安提名爱因斯坦为总统候选人 根据史料二和所学知识 说明爱因斯坦被提名为以色列总统候选人的原因 答案 1 牛顿 经典力学 爱因斯坦 相对论 光子理论 爱因斯坦的相对论是对牛顿经典力学的继承与发展 2 爱因斯坦在科学上作出了杰出贡献 具有强烈的正义感 社会责任感和科学良心 是犹太人中的杰出人物 史论总结 经典力学与相对论的关系1 批判和修正 1 牛顿力学体系概括了物体机械运动的基本定律 这些定律有一个不容忽视的前提 即物体运动是在低速情况下 这些定律才适用 2 而爱因斯坦提出相对论 否定了牛顿的绝对时空观 指出了时间和空间的辩证关系 即时间和空间不是绝对不变的 而是随着物质的运动而变化 物质质量随运动速度的变化而变化 并提出质能转化原理 2 继承与发展 1 牛顿力学是整个力学的基础 他所关注的是宏观的世界和低速运动的物体 2 相对论发展了牛顿力学 把人类的目光引向了微观世界和高速运动的物体 又使得牛顿力学成为相对论力学在低速状态下的一个特例 这既是对传统物理学的一次伟大革命 同时又促进了物理学研究的进一步发展 史料探究 史料一爱因斯坦在1905年发表了六篇划时代的论文 分别为 关于光的产生和转化的一个试探性观点 分子大小的新测定方法 论物体的电动力学 物体的惯性同它所含的能量有关吗 因此这一年被称为 爱因斯坦奇迹年 100年后的2005年因此被定为 世界物理年 主题二全面评价爱因斯坦 史料二他所作的光线经过太阳引力场要弯曲的预言 于1919年由英国天文学家亚瑟 斯坦利 爱丁顿的日全食观测结果所证实 1916年他预言的引力波在1978年也得到了证实 史料三爱因斯坦因在光电效应方面的研究 被授予1921年诺贝尔物理学奖 不过在瑞典科学院的公告中并未提及相对论 原因是认为相对论存在争议 思考 1 结合史料一和所学知识分析 为什么1905年被称为 爱因斯坦奇迹年 2 结合史料二和所学知识分析 爱因斯坦预言的证实有何意义 3 结合史料三和所学知识指出爱因斯坦获得诺贝尔物理学奖的具体成就 并分析相对论不能获奖的原因 答案 1 因为这一年爱因斯坦发表了六篇划时代的论文 其中 论物体的电动力学 是有关相对论的第一篇论文 它的发表标志着狭义相对论的提出 使近代物理学领域的发展进入一个新的阶段 2 证实了爱因斯坦广义相对论的正确性 广义相对论改变了人们对宇宙的认识 以广义相对论为指导的天体和宇宙演化的观测研究及理论探讨前所未有地蓬勃开展起来 3 成就 光电效应研究 原因 瑞典科学院认为相对论存在争议 史论总结 全面评价爱因斯坦爱因斯坦 世界十大杰出物理学家 现代物理学的开创者 集大成者和奠基人 同时也是一位著名的思想家 哲学家和具有正义感的社会活动家 1 科学贡献 爱因斯坦提出光量子假说 圆满地解释了光电效应问题 后来进行光辐射学的研究 并于1921年因光电效应研究获得诺贝尔物理学奖 他的研究推动了量子力学的发展 狭义相对论揭示了作为物质形式存在的空间和时间统一成一个四维空间 爱因斯坦的相对论是人类认识自然过程中的一次质的飞跃 推动了现代科学技术的发展 2 倡导和平 他反对侵略战争 反对军国主义和法西斯主义 反对民族压迫和种族歧视 为人类的进步进行坚决的斗争 倡议各国认识核战争的极端危险性 各国科学家用自己的言行来维护世界和平 3 爱因斯坦一生淡泊名利 他获得了许多荣誉 但他从来没把这些荣誉看得很重 学思之窗 1 你认为爱因斯坦的科学创新体现了哪种精神 教材第134页 提示爱因斯坦的科学创新体现了向权威挑战 大胆质疑 追求真理的精神 2 对这两种截然相反的态度 你怎样看 教材第136页 提示爱因斯坦热爱科学 也热爱人类 他没有因为埋头于科学研究而把自己置于社会之外 一直关心着人类的文明和进步 并为之顽强 勇敢地战斗 他说过 人只有献身于社会 才能找出那短暂而又有风险的生命的意义 他自己正是这样去做的 3 这是爱因斯坦的两句名言 对爱因斯坦来说 生命的意义是什么 教材第136页 提示对爱因斯坦来说 生命的意义在于设身处地地替别人着想 忧他人之忧 乐他人之乐 并竭尽全力为改善人类境况而奋斗 探究学习总结 教材第8页 一 本课测评1 爱因斯坦对人类科学发展的主要贡献是什么 提示爱因斯坦对人类科学发展的主要贡献 2 爱因斯坦为人类和平事业做了哪些工作 提示 1 签署反战宣言 2 反对法西斯 3 反对核战争 倡议各国科学家用自己的言行维护世界和平 二 学习延伸1 对比牛顿与爱因斯坦的主要科学成就 分析爱因斯坦在哪些方面发展了牛顿的理论 提示牛顿的经典力学理论表明牛顿的时空观是 绝对时间 和 绝对空间 理论 在此基础上存在着 绝对运动 爱因斯坦狭义相对论则认为时空与运动都是相对的 狭义相对论反映的是物体高速运动时的客观规律 而牛顿力学反映的是物体低速运动时的客观规律 狭义相对论把牛顿力学作为低速运动理论的特殊情形包括在内 是对牛顿力学的继承和发展 2 在材料 1 中 爱因斯坦是怎样看待科学和战争的关系的 根据材料 2 分析 爱因斯坦在材料 1 中的主张是不是发生了变化 你怎样评价爱因斯坦的行