20世紀(jì)的科學(xué)偉人愛因斯坦市公開課金獎(jiǎng)市賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件

愛因斯坦天才頭腦至今仍影響著各行各業(yè)，而市場(chǎng)玩家們光是為他形象每年就肯簽無數(shù)張大數(shù)目支票。最近要求購置愛因斯坦肖像權(quán)客戶數(shù)量超出其它任何名人。愛因斯坦姓名使用權(quán)則歸耶路撒冷希伯萊大學(xué)全部，該大學(xué)最近從迪士尼旗下一條以“愛因斯坦寶寶”為名益智玩具和錄像產(chǎn)品線得到收益也數(shù)額可觀。收入：萬美元職業(yè)：科學(xué)家逝世時(shí)間：1955年4月18日終年：76歲死因：自然死亡第1頁

“愛因斯坦”無處不在

毫不夸大地說，依據(jù)愛因斯坦創(chuàng)建科學(xué)理論而衍生出創(chuàng)造創(chuàng)造，幾乎涵蓋了當(dāng)代文明每一個(gè)角落。電腦游戲、公共汽車、數(shù)碼攝影機(jī)……我們衣食住行每個(gè)細(xì)節(jié)都閃現(xiàn)著愛因斯坦影子。

第2頁煙霧探測(cè)器

這里用一個(gè)假設(shè)“你”做比喻。早晨當(dāng)你從下榻賓館起來，走出房間準(zhǔn)備晨練時(shí)，請(qǐng)注意你頭上煙霧探測(cè)器。它利用放射性物質(zhì)镅-241釋放出能量，產(chǎn)生一小束帶電粒子。一旦發(fā)生意外，從火焰里冒出來煙霧與粒子束發(fā)生反應(yīng)，觸動(dòng)警報(bào)器自動(dòng)拉響。

因?yàn)轱言雍瞬环€(wěn)定，一旦裂開，質(zhì)量似乎就消失了一些，因?yàn)樗槠|(zhì)量比原來原子核小。其實(shí)，镅原子質(zhì)量根本沒有消失。這是愛因斯坦告訴我們。第3頁平坦公路

回到家后你要開車去上班，你車輪下平坦公路里也刻著愛因斯坦功勞。在愛因斯坦博士論文中探討了在不一樣溶液中測(cè)量分子新方法，這些方法以后成為膠體化學(xué)基本方法。建材工程師在建造公路時(shí)，就是利用他研究結(jié)果。

第4頁電腦顯示器

來到辦公室，你打開電腦開始工作。在短促瞬間，電子正從顯像管陰極發(fā)射出來，好像在飛馳過程中取得了能量，積聚在顯示器上———這恰好符合愛因斯坦狹義相對(duì)論。創(chuàng)造電腦顯示器工程師必須使顯示器符合“相對(duì)論效應(yīng)”，不然控制電子飛馳磁鐵就會(huì)在顯示器上產(chǎn)生含糊圖像，使你無法工作，當(dāng)然，精彩電腦游戲也玩不起來了。精準(zhǔn)激光

下班后你到超市購物，你手里每一件商品條形碼也得益于愛因斯坦激光理論，只有激光才能準(zhǔn)確讀出條形碼中編碼。第5頁太陽能電池

假如你想用太陽能光電池為自己居室提供能量。這些光電池能夠把太陽能轉(zhuǎn)成電能，愛因斯坦在90年前發(fā)表一篇論文里就首次正確地分析過這一轉(zhuǎn)換原理。

他發(fā)覺光子含有能量。一些光子攜帶能量足以克服將電子集中于某種金屬“粘性”，這就是著名光電效應(yīng)。第6頁數(shù)碼相機(jī)

星期天，你會(huì)和家人輕松郊游。當(dāng)你打開數(shù)碼相機(jī)，準(zhǔn)備攝下家人溫馨笑容時(shí)，要先感激愛因斯坦。從鏡頭飛進(jìn)來光子會(huì)把半導(dǎo)體里電子擠走，這一樣利用了寶貴光電效應(yīng)。

第7頁藥品

倘若你身體有點(diǎn)小毛病，需要藥品調(diào)理。許多藥品制造得益于愛因斯坦那篇相關(guān)布朗運(yùn)動(dòng)論文。

英國植物學(xué)家羅伯特·布朗最先觀察到，懸浮液體中微粒永遠(yuǎn)不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。愛因斯坦則利用布朗運(yùn)動(dòng)創(chuàng)建了將微觀數(shù)量和宏觀數(shù)量聯(lián)絡(luò)在一起統(tǒng)計(jì)法。

直到今天，這些統(tǒng)計(jì)法仍是全世界藥劑師必須遵照配比法則。第8頁全球定位系統(tǒng)

萬一彩票中了大獎(jiǎng)，得意忘形你不幸成為尋人啟事中主角，那也沒相關(guān)系，你身上攜帶GPS（全球定位系統(tǒng)）能幫助你與搜索人員取得聯(lián)絡(luò)。第9頁控制X射線能量

你長了一個(gè)腫瘤，幸虧是良性，但因長在胸腺上，手術(shù)后需要放射治療。醫(yī)生在為你實(shí)施放射治療前，需要預(yù)計(jì)X射線可能對(duì)你細(xì)胞造成傷害，依據(jù)就是愛因斯坦E=mc2。

據(jù)此理論造出原子彈、氫彈同時(shí)，也治好了你胸腺瘤。第10頁假如沒有愛因斯坦……第11頁第5課20世紀(jì)科學(xué)巨匠愛因斯坦基本要求

了解愛因斯坦成長歷程，簡(jiǎn)述他主要科學(xué)成就：提出狹義相對(duì)論、廣義相對(duì)論、光量子假說等。感受愛因斯坦腳踏實(shí)地進(jìn)行科學(xué)研究和勇于科學(xué)創(chuàng)新精神。發(fā)展要求認(rèn)識(shí)愛因斯坦對(duì)科學(xué)和社會(huì)發(fā)展巨大推進(jìn)作用，感悟其成長人生啟迪。第12頁一、科學(xué)偉人成長歷程：1、少年時(shí)代愛因斯坦：極少講話，善于思索。羅盤針故事“書讀得太多，而腦筋用得太少人，都會(huì)落入懶得思索習(xí)慣?！薄獝垡蛩固埂安皇俏衣斆?，只是我和問題周旋得比較久?！薄獝垡蛩固?、中課時(shí)代愛因斯坦“不守紀(jì)律、心不在焉、想入非非”中學(xué)老師給愛因斯坦評(píng)語：學(xué)校也斷言：愛因斯坦將“一事無成”并將他趕出學(xué)校。愛因斯坦在10歲時(shí)，進(jìn)入了慕尼黑路提波德中學(xué)。他喜歡上了數(shù)學(xué)，并開始自學(xué)高等數(shù)學(xué)。沒過多久，數(shù)學(xué)老師已經(jīng)不是他對(duì)手了，經(jīng)常被小愛問得張口結(jié)舌。有一次，數(shù)學(xué)老師公開對(duì)他說：“假如班上沒有你這個(gè)學(xué)生，我會(huì)非常愉快?！毙勖曰蟮卣f：“我并沒有做對(duì)不起老師事呀！”“不過，你提問題經(jīng)常使我心神不定?！痹谀炒纬酝盹垥r(shí)候，愛因斯坦打破了緘默，他說“這湯太燙了。”這下他父母才放心，然后問他為何之前不說話。愛因斯坦答道：“因?yàn)榈浆F(xiàn)在為止一切都很正常?！钡?3頁“幸福人對(duì)現(xiàn)狀太滿足了，所以不大會(huì)去想到未來。其次，青年人則愛致力于構(gòu)想一些大膽計(jì)劃。我若有幸考取，我就會(huì)到蘇黎世聯(lián)邦工業(yè)大學(xué)去讀書了。我會(huì)在那里呆上4年，學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)和物理。我想象自己成了自然科學(xué)中這些部門教師，我選擇了自然科學(xué)理論部分。人們總是喜歡做自己有能力去做事情。何況科學(xué)職業(yè)還有某種獨(dú)立性，那正是我極喜愛?！钡?4頁3、大學(xué)愛因斯坦：在這里，愛因斯坦自由散漫發(fā)揮到極致。他能夠穿著拖鞋進(jìn)出教室，能夠蓬頭垢面地整天窩在試驗(yàn)室，能夠和同學(xué)們?cè)谝黄鹱杂捎懻??！谒?dāng)初看來，物理世界是簡(jiǎn)單而優(yōu)美。愛因斯坦沒有經(jīng)過大學(xué)入學(xué)考試其中歷史不合格第15頁二、愛因斯坦科學(xué)貢獻(xiàn)1、狹義相對(duì)論提出愛因斯坦頭腦里塞滿了以太，量子，時(shí)間，空間這些東西，以至于給他孩子小漢斯拿著奶瓶喂奶時(shí)也時(shí)常走神。而邏輯上混亂讓愛因斯坦更是無所適從。

他疲憊地從辦公室回到家里，頭腦里天旋地轉(zhuǎn)，然而憑直覺愛因斯坦逐步認(rèn)定有種極日常經(jīng)驗(yàn)在作祟，終究是什么呢？他越想越困，眼睛慢慢快要闔上了，這時(shí)，廚房里傳來妻子米列娃呼喚，“阿爾伯特，吃飯時(shí)間到了，還不快收拾桌子？”

“時(shí)間??？”宛如流星劃過腦際，愛因斯坦幾乎從椅子上跳將下來。他急忙翻開牛頓《自然科學(xué)哲學(xué)原理》。在上面牛頓以確鑿口氣寫道：“絕對(duì)空間就其本性來說與外界任何事物毫無關(guān)系，它永遠(yuǎn)是同一，不動(dòng)?！薄敖^正確，真實(shí)數(shù)課時(shí)間本身按其本性來說是均勻流逝，與外界任何事物無關(guān)?！薄霸谶\(yùn)動(dòng)系和靜止系坐標(biāo)變換時(shí)，顯然，時(shí)間是不變?！?/p>

在一個(gè)月內(nèi)，名不見經(jīng)傳愛因斯坦向德國最有聲望雜志《物理年鑒》發(fā)表了三篇論文。第16頁愛因斯坦四篇論文：①他挑出分量最輕一篇，內(nèi)容是經(jīng)過中性物質(zhì)稀溶液擴(kuò)散和內(nèi)摩擦來測(cè)定原子大小，寄給了他母校蘇黎士聯(lián)邦工業(yè)學(xué)院，毫不費(fèi)勁地取得了博士學(xué)位。②另一篇是關(guān)于研究懸浮微粒布朗運(yùn)動(dòng)，也開辟了一個(gè)新方向。③第三篇是著名光電效應(yīng)，歷史上第一次提出光量子理論，在發(fā)展與相對(duì)論并稱二十世紀(jì)物理學(xué)兩大基石量子力學(xué)中意義重大，幾年后單憑此而不是相對(duì)論就取得諾貝爾物理獎(jiǎng)。④第四篇論文名字很樸素，叫《論運(yùn)動(dòng)物體電動(dòng)力學(xué)》。然而稍通物理學(xué)史人都知道這是一篇驚世駭俗文章，它宣告了狹義相對(duì)論誕生。（1）提出標(biāo)志：第17頁（2）狹義相對(duì)論基本原理：相對(duì)性原理和光速不變?cè)恚ū匦?）舉個(gè)例子吧，一束光向你而去,假如你乘一輛每秒20萬公里火車去追它，按照常理可知光速每秒30萬減掉你20萬，那么你在火車測(cè)到光速應(yīng)該是10萬公里每秒，順理成章。不過，那是錯(cuò),實(shí)際情況是，不論你選取是什么參考系，光速都不受相對(duì)性影響，永遠(yuǎn)為30萬公里每秒。（光相對(duì)于以速度v運(yùn)動(dòng)著慣性觀察者傳輸速度是c-v（當(dāng)c和v同向時(shí)）或c+v（當(dāng)c和v反向時(shí)））。這就是光速不變?cè)?。所謂光速不變是指光在傳輸時(shí)其運(yùn)動(dòng)速度不適合用于任何參考系。事實(shí)比這個(gè)例子更復(fù)雜，僅供了解。相對(duì)性原理：光速不變?cè)恚旱?8頁相對(duì)論誕生后，曾經(jīng)有一個(gè)令人極感興趣疑難問題---雙生子佯謬。一對(duì)雙生子A和B，A在地球上，B乘火箭去做星際旅行，經(jīng)過漫長歲月返回地球。愛因斯坦由相對(duì)論斷言，二人經(jīng)歷時(shí)間不一樣，重逢時(shí)B將比A年輕.科學(xué)趣聞：法國協(xié)和式飛機(jī)上鐘就比地球上鐘慢.（3）創(chuàng)建意義：改變了牛頓力學(xué)時(shí)空觀念，解釋了物質(zhì)和能量相當(dāng)性，為原子能利用奠定了理論基礎(chǔ)，是近代物理學(xué)領(lǐng)域一次偉大革命。第19頁廣義相對(duì)論愛因斯坦指出物體使周圍空間、時(shí)間彎曲，在物體含有很大相對(duì)質(zhì)量（比如一顆恒星）時(shí)，這種彎曲可使從它旁邊經(jīng)過任何其它事物，即使是光線，改變路徑。2、廣義相對(duì)論：第20頁地球周圍引力場(chǎng)和時(shí)空結(jié)構(gòu)拖曳扭曲時(shí)情景?？茖W(xué)家經(jīng)過分析兩枚繞地球軌道人造衛(wèi)星運(yùn)行軌跡，發(fā)覺因?yàn)榈厍蛐D(zhuǎn)所造成特異空間結(jié)構(gòu)，使這些衛(wèi)星大約每年出現(xiàn)大約2米軌道偏離現(xiàn)象。宇宙中黑洞旋轉(zhuǎn)引發(fā)時(shí)空扭曲效應(yīng)，以及黑洞物質(zhì)猛烈噴發(fā)情景。第21頁19，愛因斯坦完成了長篇論文《廣義相對(duì)論基礎(chǔ)》愛因斯坦預(yù)言，遙遠(yuǎn)星光假如擦過太陽表面將會(huì)發(fā)生一點(diǎn)七秒偏轉(zhuǎn)。（1）提出標(biāo)志：（2）廣義相對(duì)論基本原理：等效原理；廣義相對(duì)性第22頁第一幕：195月29日清晨，巴西南部一個(gè)叫做索不拉爾偏僻村莊里。太陽剛才升起。上帝賜予了當(dāng)?shù)厝擞谰脤庫o，在他們眼中，世界不過是藍(lán)天，麥田，草原，綿羊，僅此而已。甚至剛結(jié)束硝煙彌漫第一次世界大戰(zhàn)好像也是天邊傳說。

但他們還是一大早就被人吵醒了，門口來了一隊(duì)行裝古怪外國人。有操著蹩足葡萄牙語向他們問好，有打著手勢(shì)借水喝，更多人在忙著架設(shè)天文望遠(yuǎn)鏡和攝影機(jī)。

中午時(shí)分，燦爛陽光慢慢開始變暗，本世紀(jì)一次著名日全食發(fā)生了。圍觀人群騷動(dòng)了起來，紛紛在胸口畫著十字，有些人急忙去找牧師，而那些外國人則胸有成竹地開始進(jìn)行觀察。

他們是一支天文觀察隊(duì)，來自遙遠(yuǎn)英國，此行目標(biāo)是驗(yàn)證一個(gè)德國人奇怪理論。

很快數(shù)據(jù)得到了處理，而且底片也沖出來了。

領(lǐng)隊(duì)教授是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)英格蘭紳士，即使紳士們最推崇從容冷靜作風(fēng)，不過教授目光顯著流露出期待和不安。當(dāng)他將濕漉漉底片放在燈下時(shí)，很快教授先生手連同大胡子都激動(dòng)地抖了起來，宇宙有界還是無界，我們所屬空間平直還是彎曲，牛頓思想勝利還是被顛覆，都取決這幾張小小底片了。他深吸一口氣，睜大了眼睛。

一個(gè)真實(shí)故事:第23頁

很快，即使離屋子五十米以外地方都能夠聽到一聲毫無風(fēng)度嚎叫：“我上帝，莫非那個(gè)叫愛因斯坦德國人到底說中了？！“

在兩張重合底片上能夠清楚地看到一條筆直星光在穿過陰影中太陽時(shí)，竟然發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角是1.7秒。第二幕：

英國皇家學(xué)會(huì)大廳里，坐滿了英倫三島科學(xué)精英。他們有可能意識(shí)到這會(huì)是個(gè)不平凡日子，特地?fù)Q上節(jié)日才穿西裝。

……

不過當(dāng)著名天文學(xué)家愛丁頓勛爵——這次天文測(cè)量總領(lǐng)隊(duì)出席在會(huì)場(chǎng)時(shí)，下面頓時(shí)靜了下來。他滿臉風(fēng)塵，聲音低啞而且講話簡(jiǎn)短，但縱使會(huì)場(chǎng)離他最遠(yuǎn)人也聽清了這么幾句，“……鐵普通事實(shí)……光線彎曲了……與愛因斯坦博士計(jì)算結(jié)果完全一致……”

不論是贊成派還是反對(duì)派，都清楚這確實(shí)是主要一天，不但二十世紀(jì)物理學(xué)一代巨人就此崛起，而且是他，愛因斯坦，親手掄起大槌，將牛頓苦心創(chuàng)建，業(yè)已完工百年經(jīng)典物理學(xué)大廈砸開第一道裂紋。

牛頓也錯(cuò)了？物理學(xué)就此混亂？末日就此到來？呵，依撒克?牛頓，我們心中神祗，我們都是你忠實(shí)追隨者，你會(huì)怎樣指示我們呢？人們紛紛把目光投向大廳正中牛頓巨幅畫像上。

牛頓不說話，他只是高深莫測(cè)地笑著。第24頁愛因斯坦相對(duì)論創(chuàng)建是不是意味著牛頓力學(xué)消亡？牛頓力學(xué)研究是宏觀下物體低速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；愛因斯坦相對(duì)論研究是微觀世界下物體高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。所以相對(duì)論是經(jīng)典力學(xué)修正和互補(bǔ)．愛因斯坦廣義相對(duì)論創(chuàng)建改變了人們對(duì)宇宙認(rèn)識(shí)，在廣義相對(duì)論指導(dǎo)下,天體和宇宙觀察研究及理論探討前所未有地蓬勃開展起來。（3）提出意義：第25頁意義：

解釋了光電效應(yīng)問題；

他研究推進(jìn)了量子力學(xué)發(fā)展。3、19，提出光量子假說4、在宇宙學(xué)、統(tǒng)一場(chǎng)論等物理學(xué)其它領(lǐng)域第26頁為何愛因斯坦能有這么偉大成就？他是天才嗎？材料一：我沒有什么尤其才能，不過喜歡尋根刨底地追問問題罷了。智慧并不產(chǎn)生于學(xué)歷，而是來自對(duì)于知識(shí)終生不懈追求。材料二：A＝X＋Y＋Z，A是成功，X是努力工作，Y是知道休息，E是少說廢話成功＝艱辛勞動(dòng)＋正確方法＋少談空話。――愛因斯坦從以上材料中我們感受到愛因斯坦哪些科學(xué)精神？對(duì)我們有何啟示“書讀得太多，而腦筋用得太少人，都會(huì)落入懶得思索習(xí)慣?！薄獝垡蛩固埂安皇俏衣斆鳎皇俏液蛦栴}周旋得比較久。”——愛因斯坦第27頁1、勤奮好學(xué)、善于思索2、熱愛科學(xué)、腳踏實(shí)地3、挑戰(zhàn)權(quán)威、勇于創(chuàng)新4、毫不動(dòng)搖、追求真理科學(xué)精神:第28頁

愛因斯坦生活時(shí)代曾經(jīng)歷了人類歷史上最為空前兩次世界大戰(zhàn)，他沒有因?yàn)槁耦^于科學(xué)研究而把自己置身于社會(huì)之外，而是一直關(guān)心著人類和平與進(jìn)步，并為之頑強(qiáng)勇敢地戰(zhàn)斗。閱讀課文：列舉愛因斯坦為維護(hù)世界和平所作貢獻(xiàn)？“愛因斯坦不但是一個(gè)偉大科學(xué)家，還是一位含有正義感社會(huì)活動(dòng)家?！眞hy？第29頁①一戰(zhàn)期間：愛因斯坦在一份僅有4人參加反戰(zhàn)宣言上簽字②一戰(zhàn)后，主動(dòng)致力于恢復(fù)各國人民相互諒解③30年代，反對(duì)法西斯，呼吁各國人民為和平而斗爭(zhēng)④二戰(zhàn)期間，上書羅斯福，提議搶在德國之前研制原子彈⑤致力于預(yù)防核戰(zhàn)爭(zhēng)，領(lǐng)導(dǎo)組織“原子科學(xué)家非常委員會(huì)”，出刊《原子科學(xué)家公報(bào)》……三、為人類和平進(jìn)步而斗爭(zhēng)第30頁有高度社會(huì)責(zé)任感愛因斯坦：1939年8月2日，愛因斯坦出于對(duì)人類命運(yùn)極大關(guān)注，寫信給羅斯?？偨y(tǒng)，提議美國務(wù)必?fù)屧诜ㄎ魉沟聡爸圃斐鲈訌?；以后，?dāng)原子彈真從潘多拉魔盒里跳出來后，愛因斯坦陷入了巨大后悔與痛苦之中，自認(rèn)一生最大錯(cuò)誤就是提議研制原子彈。他痛心地說，“早知如此，我寧可當(dāng)個(gè)修表匠！”愛因斯坦針對(duì)核武器問題后悔，代表了人類良知高度，是人類良心發(fā)出最強(qiáng)音。聽愛因斯坦自責(zé)之聲，我們明白了人類良知之寶貴！愛因斯坦向電視觀眾介紹核武器對(duì)人類巨大危害。第31頁假如沒有愛因斯坦……可能是：？真是：！第32頁人只有獻(xiàn)身于社會(huì)，才能找出那短暫而有風(fēng)險(xiǎn)生命意義。--愛因斯坦生命意義在于付出,在于給予