人教版歷史選修4《二十世紀的科學(xué)偉人-愛因斯坦》課件4

現(xiàn)代物理學(xué)是相對于什么而言的？現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱是什么？分別是由誰提出的?相對于牛頓的經(jīng)典物理學(xué)(力學(xué))而言的;量子論和相對論是現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱;德國理論物理學(xué)家普朗克和美籍德國科學(xué)家愛因斯坦

2005年是愛因斯坦逝世50周年，同時也是他提出狹義相對論100周年。100年前，年僅26歲的愛因斯坦，以他卓越的思考力、非凡的洞察力，提出了狹義相對論，傳統(tǒng)經(jīng)典物理學(xué)由此徹底改變。為紀念相對論誕生100周年暨愛因斯坦逝世50周年，聯(lián)合國大會將2005年確定為“國際物理年”，這是聯(lián)合國首次為一個學(xué)科確定的全球規(guī)模的紀念活動。愛因斯坦，這位在許多國度千年人物(1001－2000年)評選中都居榜首的俊杰，絕不僅僅是因為在物理學(xué)上的成就。他既是偉大的科學(xué)家、現(xiàn)代物理學(xué)的開創(chuàng)者和奠基人，更是杰出的思想家，他是一幅視野開闊的思想寬銀幕。二十世紀的科學(xué)偉人——愛因斯坦課標(biāo)要求:了解愛因斯坦成長歷程及主要科學(xué)成就，認識他在社會發(fā)展中的作用。一、成長歷程

阿爾伯特·愛因斯坦（1879——1955）

1879年出生于德國小鎮(zhèn)烏爾姆的一個猶太人家庭。1895年到瑞士，1896年考人瑞士蘇黎世聯(lián)邦工業(yè)大學(xué)師范系理論物理專業(yè)學(xué)習(xí)，1900年畢業(yè)。1902——1909年在瑞士伯爾尼專利局任技術(shù)員，創(chuàng)立狹義相對論。加入瑞士國籍。1913年任柏林大學(xué)教授。1915年創(chuàng)立廣義相對論。1933年10月遷居美國，1940年加入美國國籍，1955年逝世于美國普林斯頓。1、童年時代：小時候不愿和其他孩子在一起玩耍，總喜歡一個人玩，并且老是陷在沉思之中，如癡如呆。2、少年時代的愛因斯坦：很少講話，善于思考。3、中學(xué)時代的愛因斯坦“不守紀律、心不在焉、想入非非”“生性孤僻、智力遲鈍”中學(xué)老師給愛因斯坦的評語：學(xué)校也斷言：愛因斯坦將“一事無成”并將他趕出學(xué)校。愛因斯坦進入慕尼黑的路提波德中學(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)不是他的對手了，常常被小愛問得張口結(jié)舌。有一次，數(shù)學(xué)老師公開對他說：“如果班上沒有你這個學(xué)生，我會非常愉快。”小愛困惑地說：“我并沒有做對不起老師的事呀！”“但是，你提的問題經(jīng)常使我心神不定?！?/p>

在某次吃晚飯的時候，愛因斯坦打破了沉默，他說“這湯太燙了?！边@下他的父母才放心，然后問他為什么之前不說話。愛因斯坦答道：“因為到現(xiàn)在為止一切都很正常?！?/p>

1896年，愛因斯坦成為一個無國籍的人，并考進了瑞士蘇黎世聯(lián)邦工業(yè)大學(xué)。大學(xué)期間，愛因斯坦迷上了物理學(xué)，一方面，他閱讀了德國著名物理學(xué)家基爾霍夫、赫茲等人的著作，鉆研了麥克斯韋的電磁理論和馬赫的力學(xué)，并經(jīng)常去理論物理學(xué)教授的家中請教。另一方面，他的大部分時間是去物理實驗室去做實驗，迷戀于直接觀察和測量4、大學(xué)時代二、愛因斯坦的科學(xué)貢獻貢獻基本原理影響?yīng)M義相對論廣義相對論光量子假說相對性光速不變原理等效原理廣義相對性近代物理學(xué)領(lǐng)域的一次偉大革命促進了人們對宇宙的認識及觀測研究和理論探討解釋了光電效應(yīng)推動了量子力學(xué)的發(fā)展光具有波粒兩象性二、主要貢獻1、狹義相對論的提出時間：

年標(biāo)志：《》基本原理：

性；

不變意義:改變了

的時空觀念，揭露了物質(zhì)和能量的

，為

的利用奠定了理論基礎(chǔ)，是近代

領(lǐng)域的一次偉大革命。論物體的電動力學(xué)牛頓力學(xué)相當(dāng)性原子能物理學(xué)

愛因斯坦1905年提出的相對論，后來稱作狹義相對論，以光速永不改變、相對性原則來推論，得到“時間”會因速度快慢而改變的結(jié)論。

相對論的例子：一卷錄音帶，如果在地面上播放需要一個小時；在快速飛行的宇宙飛船里播放，宇宙飛船里的人測定也是一個小時。但是由地面上的人員，來測定在宇宙飛船中播放的時間呢？根據(jù)牛頓的理論，因為時間是絕對的，所以也是一小時；但是愛因斯坦的理論則認為應(yīng)該是一個多小時，因為時間是相對的，在不同速度下測量時間，長度是不一樣的。什么是狹義相對論？二、主要貢獻2、廣義相對論標(biāo)志-----1916年《》基本原理：

原理；

相對性意義：改變了人們對

的認識，在廣義相對論的指引下，天體和宇宙演化的

及

前所未有地蓬勃開展起來。廣義相對論基礎(chǔ)宇宙觀測研究理論探討廣義相對論

愛因斯坦指出物體使周圍空間、時間彎曲，在物體具有很大的相對質(zhì)量（例如一顆恒星）時，這種彎曲可使從它旁邊經(jīng)過的任何其它事物，即使是光線，改變路徑。一個真實的故事1916年，愛因斯坦完成了長篇論文《廣義相對論的基礎(chǔ)》愛因斯坦預(yù)言，遙遠的星光如果掠過太陽表面將會發(fā)生一點七秒的偏轉(zhuǎn)。1919年5月29日清晨，巴西南部一個叫做索不拉爾的偏僻村莊里。太陽剛剛升起。上帝賜予了當(dāng)?shù)厝擞谰玫膶庫o，在他們眼中，世界不過是藍天，麥田，草原，綿羊，僅此而已。甚至剛結(jié)束的硝煙彌漫的第一次世界大戰(zhàn)仿佛也是天邊的傳說。但他們還是一大早就被人吵醒了，門口來了一隊行裝古怪的外國人。有的操著蹩足的葡萄牙語向他們問好，有的打著手勢借水喝，更多人在忙著架設(shè)天文望遠鏡和照相機。

中午時分，燦爛的陽光慢慢開始變暗，本世紀一次著名的日全食發(fā)生了。圍觀的人群騷動了起來，紛在胸紛口

畫著十字，有人急忙去找牧師，而那些外國人則胸有成竹地開始進行觀測。

他們是一支天文觀測隊，來自遙遠的英國，此行的目的是驗證一個德國人的奇怪理論。很快數(shù)據(jù)得到了處理，而且底片也沖出來了。

領(lǐng)隊的教授是一個標(biāo)準的英格蘭紳士，雖然紳士們最推崇沉著冷靜的作風(fēng)，但是教授的目光明顯流露出期待和不安。當(dāng)他將濕漉漉的底片放在燈下時，很快教授先生的手連同大胡子都激動地抖了起來，宇宙有界還是無界，我們所屬的空間平直還是彎曲，牛頓思想勝利還是被顛覆，都取決這幾張小小的底片了。他深吸一口氣，睜大了眼睛。

很快，即使離屋子五十米以外的地方都可以聽到一聲毫無風(fēng)度的嚎叫：“我的上帝，難道那個叫愛因斯坦的德國人到底說中了？！“在兩張重疊的底片上可以清晰地看到一條筆直的星光在穿過陰影中的太陽時，竟然發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角是1.7秒。

英國皇家學(xué)會的大廳里，坐滿了英倫三島的科學(xué)精英。他們有的可能意識到這會是個不平凡的日子，特地換上節(jié)日才穿的西裝?！?/p>

但是當(dāng)著名的天文學(xué)家愛丁頓勛爵，這次天文測量的總領(lǐng)隊出席在會場時，下面頓時靜了下來。他滿臉風(fēng)塵，聲音低啞而且發(fā)言簡短，但縱使會場離他最遠的人也聽清了這樣幾句，“……鐵一般的事實……光線彎曲了……與愛因斯坦博士的計算結(jié)果完全一致……”

無論是贊成派還是反對派，都清楚這的確是重要的一天，不僅二十世紀物理學(xué)的一代巨人就此崛起，而且是他，愛因斯坦，親手掄起大槌，將牛頓苦心創(chuàng)建，業(yè)已竣工百年的經(jīng)典物理學(xué)的大廈砸開第一道裂紋。

牛頓也錯了？物理學(xué)就此混亂？末日就此到來？呵，依撒克?牛頓，我們心中的神祗，我們都是你忠實的追隨者，你會怎樣指示我們呢？人們紛紛把目光投向大廳正中牛頓的巨幅畫像上。牛頓不說話，他只是高深莫測地笑著。

相對論貢獻長期不被人所重視，以至于沒有給他諾貝爾獎金，而光電效應(yīng)是他第一次明確地指出光既是波動又是粒子的性質(zhì)，這個得到了諾貝爾獎金委員會的認可，所以愛因斯坦得到諾貝爾獎金是光電效應(yīng)，其中沒有相對論。3、推動量子力學(xué)的發(fā)展愛因斯坦利用量子論成功地解釋了

出現(xiàn)的現(xiàn)象及光的本質(zhì)，進一步推動了

學(xué)的發(fā)展。

1921年因

研究獲諾貝爾物理學(xué)獎。二、重要貢獻光電效應(yīng)光電效應(yīng)

愛因斯坦生活的時代曾經(jīng)歷了人類歷史上最為空前的兩次世界大戰(zhàn)，他沒有因為埋頭于科學(xué)研究而把自己置身于社會之外，而是一直關(guān)心著人類的和平與進步，并為之頑強勇敢地戰(zhàn)斗。

閱讀課文：列舉愛因斯坦為維護世界和平所作的貢獻？“愛因斯坦不僅是一個偉大的科學(xué)家，還是一位具有正義感的社會活動家?！?/p>

why？一戰(zhàn)期間：愛因斯坦在一份僅有4人參加的反戰(zhàn)宣言上簽字一戰(zhàn)后，積極致力于恢復(fù)各國人民的相互諒解30年代，反對法西斯，呼吁各國人民為和平而斗爭二戰(zhàn)期間，上書羅斯福，建議搶在德國之前研制原子彈致力于防止核戰(zhàn)爭，領(lǐng)導(dǎo)組織“原子科學(xué)家非常委員會”，出刊《原子科學(xué)家公報》……有高度社會責(zé)任感的愛因斯坦：

1939年8月2日，愛因斯坦出于對人類命運的極大關(guān)注，寫信給羅斯?？偨y(tǒng)，建議美國務(wù)必搶在法西斯德國之前制造出原子彈；后來，當(dāng)原子彈真的從潘多拉魔盒里跳出來后，愛因斯坦陷入了巨大的后悔與痛苦之中，自認一生最大錯誤就是建議研制原子彈。他痛心地說，“早知如此，我寧可當(dāng)個修表匠！”愛因斯坦針對核武器問題的懊悔，代表了人類良知的高度，是人類良心發(fā)出的最強音。聽愛因斯坦的自責(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人類的巨大危害。科學(xué)技術(shù)本身是一把雙刃劍?？萍寄茉旄Ｈ祟?，推動生產(chǎn)力水平的提高，但如果運用不當(dāng)，也能危害人類。思考：我們應(yīng)當(dāng)如何看待科學(xué)的發(fā)展？

“愛因斯坦”無處不在你是否能舉舉例子？我們衣食住行的每個細節(jié)都閃現(xiàn)著愛因斯坦的影子。

電腦顯示器

在短促的瞬間，電子顯像在顯示屏上———這正好符合愛因斯坦的狹義相對論。發(fā)明電腦顯示器的工程師必須使顯示器符合“相對論效應(yīng)”，否則控制電子飛馳的磁鐵就會在顯示屏上產(chǎn)生模糊圖像，使你無法工作，當(dāng)然，精彩的電腦游戲也玩不起來了。

精準的激光

當(dāng)你到超市購物，你手里的每一件商品條形碼也得益于愛因斯坦的激光理論，只有激光才能準確讀出條形碼中的編碼。

數(shù)碼相機

假期你和家人輕松郊游。當(dāng)你打開數(shù)碼相機，準備攝下家人溫馨的笑容時，要先感謝愛因斯坦。從鏡頭飛進來的光子會把半導(dǎo)體里的電子擠走，這同樣利用了寶貴的光電效應(yīng)?？刂芚射線的能量

你長了一個腫瘤，幸虧是良性的，但因長在胸腺上，手術(shù)后需要放射治療。醫(yī)生在為你實施放射治療前，需要估計X射線可能對你細胞造成的傷害，根據(jù)就是愛因斯坦的E=mc2（即能量=質(zhì)量乘光速平方）

據(jù)此理論人們造出原子彈、氫彈的同時，也治好了你的胸腺瘤。全球定位系統(tǒng)

萬一你彩票中了大獎，得意忘形的你不幸成為尋人啟事中主角，那也沒有關(guān)系，你身上攜帶的GPS（全球定位系統(tǒng)）能幫助你與搜索人員取得聯(lián)系。

為什么愛因斯坦能有這么偉大的成就？他是天才嗎？材料（一）我沒有什么特別的才能，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，而是來自對于知識的終身不懈的追求。

材料（二）

A＝X＋Y＋Z，A是成功，X是努力工作，Y是懂得休息，E是少說廢話成功＝艱苦的勞動＋正確的方法＋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？對我們有何啟示？1、勤奮好學(xué)、善于思考2、熱愛科學(xué)、腳踏實地3、挑戰(zhàn)權(quán)威、勇于創(chuàng)新4、毫不動搖、追求真理科學(xué)精神:“只有獻身于社會，才能找到那實際上是短暫而有風(fēng)險的生命意義。”“我每天上百次提醒自己，我的精神生活和物質(zhì)生活，卻依靠著別人的勞動，我必須盡力以同樣的分量來報償我們領(lǐng)受了的和至今還在領(lǐng)受著的東西”“一個人價值，應(yīng)該看他貢獻什么，而不應(yīng)當(dāng)看他取得什么”

“安逸和幸福，對我來說從來不是目的。我將這些倫理基礎(chǔ)為豬倌的理想……”

從以上材料中我們能感受到愛因斯坦有哪些崇高的人生品格？

樂于奉獻精神，對社會有崇高的責(zé)任感，歷史使命感淡泊名利，熱愛生活，摯愛人類……我們?nèi)慷极@益不淺，及全世界都感謝他的教誨。那專屬于他個人的東西，早已傳遍廣大人群。他像行將隕滅的彗星，光華四射，把無限的光芒同他的光芒永相連結(jié)！★討論：如何評價愛因斯坦？科學(xué)家物理學(xué)貢獻相對論，改變了牛頓力學(xué)的絕對的靜止的時空觀念，揭露的物質(zhì)合能量的相當(dāng)性，為原子能的利用奠定了理論基礎(chǔ)，是近代物理學(xué)領(lǐng)域的一次革命。光量子假說，解決了經(jīng)典物理學(xué)無法解釋的光電效應(yīng)問題，推動了量子力學(xué)的發(fā)展。社會活動家為人類和平進步而斗爭社會責(zé)任感，歷史使命感，無私奉獻精神科學(xué)精神1．20世紀初，愛因斯坦相對論的提出是物理學(xué)的一場變革。因為它…………()

A．否定了經(jīng)典力學(xué)體系

B．打破了絕對時空觀

C.徹底解決了19世紀以來物理學(xué)面臨的危機

D.標(biāo)志著對物質(zhì)世界的認識開始進入微觀粒子世界

2．同相對論理論一起，構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基本理論框架的是

A.萬有引力定律