高中历史选修四《中外历史人物评说》第5课：20世纪的科学伟人爱因斯坦

1、现代物理学是相对于什么而言的？ 现代物理学的两大支柱是什么？ 分别是由谁提出的?,相对于牛顿的经典物理学(力学)而言的; 量子论和相对论是现代物理学的两大支柱; 两大理论的提出者分别是德国理论物理学家普朗克和美籍德国科学家爱因斯坦。,现代物理学的两大代表人物,德国理论物理学家普朗克,美籍德国科学家爱因斯坦,2005年是爱因斯坦逝世50周年，同时也是他提出狭义相对论100周年。100年前，年仅26岁的爱因斯坦，以他卓越的思考力、非凡的洞察力，提出了狭义相对论，传统经典物理学由此彻底改变。为纪念相对论诞生100周年暨爱因斯坦逝世50周年，联合国大会将2005年确定为“国际物理年”，这是联合国首次为

2、一个学科确定的全球规模的纪念活动。爱因斯坦，这位在许多国度千年人物(10012000年)评选中都居榜首的俊杰，绝不仅仅是因为在物理学上的成就。他既是伟大的科学家、现代物理学的开创者和奠基人，更是杰出的思想家，他是一幅视野开阔的思想宽银幕。,第5课：20世纪的科学伟人爱因斯坦,沉思这个世界的问题，才能指望获得解放。,学习要求：了解爱因斯坦的成长历程， 简述他的主要科学成就：提出狭义相对论、 广义相对论、光量子假说等。 教学重点：爱因斯坦科学成就和科学精神。 教学难点：相对论的提出及影响。,成为瑞士伯尔尼专利局的一名技术员,1、出生：,1879年出生于德国的一个犹太人家庭；,2、童年：,善于思考，

3、爱寻根问底；,3、中学：,被赶出校门，坚持自学,4、大学：,进入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。,5、大学毕业：,一、少年时代的爱因斯坦,1、标志：,1905年论物体的电动力学的发表,2、内容：,包含两个基本原理,（1）相对性原理：,在自然界，不仅物体的运动和力的作用是相对的，而且比普通物体运动速度更快的电磁波的运动也是相对的。,（2）光速不变原理：,光在真空中的传播速度，是一个不变的常数每秒30万公里，它和光源的运动速度以及观察者本人的运动速度都无关 。,3、意义：,改变了牛顿力学的时空观念，揭露了物质和能量的相当性，为原子能的利

4、用奠定了理论基础（书P133的历史 纵横），是近代物理学领域的一次伟大革命 。,二、提出狭义相对论,爱因斯坦1905年提出的相对论，后来称作狭义相对论，以光速永不改变、相对性原则来推论，得到“时间”会因速度快慢而改变的结论。,相对论的例子： 一卷录音带，如果在地面上播放需要一个小时；在快速飞行的宇宙飞船里播放，宇宙飞船里的人测定也是一个小时。但是由地面上的人员，来测定在宇宙飞船中播放的时间呢？ 根据牛顿的理论，因为时间是绝对的，所以也是一小时；但是爱因斯坦的理论则认为应该是一个多小时，因为时间是相对的，在不同速度下测量时间，长度是不一样的。,什么是狭义相对论？,1、标志：,2、内容：,（1）等

5、效原理：,（2）广义相对性 ：,3、意义：,1916年广义相对论的基础的发表,包含两个基本原理,在一个加速运动的系统里，物体会自动改变运动状态，而改变这种运动状态的力，就是惯性力,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 。,改变了人们对宇宙的认识，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。,还由此提出，在引力中传播的光线，也要发生弯曲，并建议在发生日全食时，通过天文观测验证这个预见。,三、推动量子力学的发展,广义相对论,爱因斯坦提出光量子假说，解决了经典物理学无法解释的光电效应问题。 进行光辐射学的研究，1921年因光电效应研究获诺贝尔

6、物理学奖。,宇宙学、统一场论等方面研究,光电效应研究,意义：他的研究推动了量子力学的发展。,内容：,四、为人类和平进步而斗争,一战爆发时，在反战宣言上签字 一战后，致力于恢复各国人民的相互谅解 30年代，当战争阴影在德国呈现时，呼吁各国人民为和平而斗争 二战爆发前后，上书罗斯福建议研究原子弹 二战后，致力于防止核战争的活动,巨星陨落： 1955年4月18日爱因斯坦病逝于普林斯顿。遵照他的遗嘱，不发讣造，不举行公开葬礼，不建坟墓，不立纪念碑。火化时按照他的书面遗嘱：免除所有花卉布置以及所有音乐典礼。骨灰撒在永远对人保密的地方，为的是不使任何地方成为圣地。遗嘱执行者用歌德悼念席勒的诗结束了那朴素的

7、葬礼：我们全都获益不浅， 全世界都感谢他的教诲； 那专属他个人的东西， 早已传遍广大人群。 他像行将陨灭的彗星， 光华四射， 把无限光芒同他的光芒永相连结。,是继牛顿之后最伟大的科学家。 他创立的狭义相对论和广义相对论，标志着物理学的重大突破。 相对论理论成为原子能、宇宙航行等科学的基础。,五、评价,2、正确的科研方法：,3、淡泊名利的人生态度，科学的价值观；,（1）独立思考是科学创见的首要条件，是科学思维的必备品质。 （2）重视实践调查，考察（李四光），归纳总结（牛顿），理论分析（爱因斯坦），科学实验以及实践调查，科学实践与理论研究相结合，是科学家基本的方法。 （3）坚持不懈勤奋探索。,通过

8、本单元的学习，你从这些科学家们的身上感受到了怎样的共同品质？,1、挑战权威的创新精神：,4、艰苦奋斗的精神等等。,1、爱因斯坦相对论的提出是物理学领域的一场重大革命，主要是因为： 否定了经典力学的绝对时空观 揭示了时间、空间并非绝对不变的本质属性 打破了经典力学体系的局限性 使人类对客观世界的认识开始从宏观世界深入到微观世界 A B C D 2、现代物理学的基础是： A、牛顿力学 B、相对论 C、量子假说 D、量子理论、相对论,课堂练习:,3、下列表述不正确的是： A、牛顿创立的经典力学是经典物理学的基础 B、经典物理学所适用的主要是日常生活中的物理现象 C、相对论的提出证明经典物理学是完全错

9、误的 D、量子理论使人类对微观世界的基本认识有了革命性的进步 4、海王星的发现是根据： A、哥白尼日心说的推算 B、牛顿理论的推测 C、法拉第演示计算 D、爱因斯坦对时间、空间属性的揭示,5、现代物理的两大支柱是： 光子论 相对论 量子论 原子论 A、 B、 C、 D、 6、下列有关经典力学的陈述中不正确的是： A、产生于17世纪 B、创立者是牛顿 C、核心内容是量子论 D、建立在日常生活常见低速物质之上 7、狭义相对论两个基本原理是： 相对性原理 质量守恒定律 光速不变理论 万有引力定律 A、 B、 C、 D、,8、称为物理学领域最伟大革命成就的是： A、牛顿力学体系的创立 B、爱因斯坦相对

10、论的提出 C、海王星、冥王星的发现 D、普朗克提出量子假说 9、下列有关爱因斯坦的相对论力学与牛顿力学关系的表述，比较准确的是： A、前者否定后者 B、前者概括后者 C、前者解释后者 D、前者融化后者,10、相对论的主要内容不包括： A、时间和空间是绝对不变的 B、时间和空间随着物质的运动而变化 C、物质的质量随着运动速度的变化而变化 D、质量和能量是可以互相转化的 11、爱因斯坦提出相对论的时间是： A、19世纪末 B、20世纪初 C、“一战”后 D、“二战”后 12、下列哪一理论的提出，使人类对微观世界的基本认识有了革命性的进步： A、自由落体运动规律的提出 B、相对论的提出 C、万有引力

11、定律的提出 D、量子论的提出,爱因斯坦的“时空弯曲”概念,1915年，爱因斯坦发表了他的广义相对论。他解释了引力是如何和时空弯曲联系起来的，爱因斯坦利用数学，指出物体运动使周围空间、时间弯曲，在物体具有很大的相对质量（例如一颗恒星）时，这种弯曲可使从它旁边经过的任何其它事物，即使是光线，改变路径。,地球周围引力场和时空结构拖曳扭曲时的情景。科学家通过分析两枚绕地球轨道的人造卫星11年的运行轨迹，发现由于地球旋转所造成的特异的空间结构，使这些卫星大概每年出现大约2米的轨道偏离的现象。,宇宙中黑洞旋转引起的时空扭曲效应，以及黑洞物质猛烈喷发的情景。,1939年8月2日，爱因斯坦出于对人类命运的极大关注，写信给罗斯福总统，建议美国务必抢在法西斯德国之前制造出原子弹；后来，当原子弹真的从潘多拉魔盒里跳出来后，爱因斯坦陷入了巨大的后悔与痛苦之中，自认一生最大错误就是建议研制原子弹。他痛心地说，“早知如此，我宁可当个修表匠！” 爱因斯坦针对核武器问题的懊悔，是人类良心发出的最强音。听爱因斯坦的自责之声，我