高中历史 6.5科学巨匠爱因斯坦学案 北师大版选修4

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1、学案5　科学巨匠爱因斯坦[课标要求]　了解爱因斯坦的成长历程及主要科学成就，认识他在社会发展中的作用。一、26岁的世界级大科学家1．1896年爱因斯坦考进了苏黎世的联邦工业大学。2．1901年，他的第一篇论文《由毛细管现象得到的推论》就被当时最权威的德国《物理学年鉴》刊登了。1905年，他在《物理学年鉴》上共发表了4篇论文：一篇研究布朗运动，解决了长期得不到正确解释的分子无规则运动问题；一篇提出了光量子假说，解决了一直无法解释的光电效应问题；另两篇论文构成了赫赫有名的“相对论”，使他的名字与牛顿并列在一起。3．从1909年起，爱

2、因斯坦才被瑞士的一些大学聘任为副教授、教授。毫无疑问。即使不是“相对论”的创始人，他也堪称科学史上伟大的物理学家。二、狭义相对论与广义相对论的创立1．狭义相对论(1)建立：1905年建立的狭义相对论；(2)基本内容：狭义相对论是关于物质运动与时间空间关系的理论。它的基本原理包括相对性原理和光速不变原理以及由此导出的许多重要结论；(3)意义：狭义相对论统一了牛顿力学和麦克斯韦电动力学两大体系，使物理学在逻辑上成了完美的科学体系。2．广义相对论(1)建立：1916年，爱因斯坦建立广义相对论；(2)意义：广义相对论建立了完善的引力理论

3、，使宇宙学得到了进一步的发展。[重点精讲]狭义相对论的基本要点是什么？其意义是什么？(1)要点：指出时间、空间与物质运动不是各自孤立存在的，时间和空间是随着物质的运动而变化的，物质的质量也是随运动速度的变化而变化的。(2)意义：该理论揭示了空间、时间、物质、运动之间的本质上的统一性，把牛顿的力学理论作为一种特殊情况(当运动速度远比光速低的时候)概括在内，从而建立了一个既适用于宏观、低速，又适用于微观、高速的运动理论。[疑难辨析]爱因斯坦的相对论实际上是对牛顿经典力学的继承与发展，其关系用图示表示如下：[易混易错]爱因斯坦的相对论

4、是现代物理学的标志，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。[教材互补]在随后的研究中，爱因斯坦发现狭义相对论只解释了匀速直线运动，不能解释加速运动和万有引力的问题，于是又花了整整10年的时间进行研究思考，于1916年3月完成了总结性论文《广义相对论基础》。(人民版)深化探究材料　在20世纪，我们极其幸运地目睹了我们世界的物理图像的两次重大革命。第一次革命推翻了我们的空间和时间观，把两

5、者结合为我们现在称之为时空的东西，人们发现这种时空以一种微妙的方式弯曲着，从而引起人们早就熟悉的、无处不在而又神秘的引力现象。第二次革命完全改变了我们理解物质和辐射本性的方式，给了我们一种实在的图像……——《爱因斯坦创造了什么样的人类奇迹》思考　结合爱因斯坦的科学成就及影响，阅读上述材料回答：(1)材料中被推翻的“我们的空间和时间观”是指什么？(2)“我们现在称之为时空的东西”是指什么？(3)爱因斯坦的科学成就对现代科技的影响。答案　(1)以牛顿经典力学为基础建立起来的静止的、绝对的时空观。(2)以相对论为基础建立起来的时空观。

6、(3)狭义相对论为原子能的利用奠定了理论基础；广义相对论推动了天体和宇宙演化的观测研究，奠定了宇宙航行等科学的理论基础。三、科学思想与音乐爱好1．科学思想(1)爱因斯坦相信，人的理性思维能力能够获得对宇宙与自然的统一性及规律性的理解。(2)爱因斯坦认为，科学的目的在于“造福人类”，生命的意义在于“献身于社会”。(3)他对于科学的社会功能，他阐述：一为“直接地并更大程度上间接地生产出完全改变人类生活的工具”，一为“作用于人的心灵”的“教育的性质”。(4)科学是推动民主的革命性力量。2．音乐爱好毕生痴迷于音乐，不仅小提琴演奏水平很高

7、，还能弹一手好钢琴。四、为人类和平事业而奋斗1．第一次世界大战爆发，爱因斯坦与另外两名学者发表了《告欧洲人书》，反对战争，呼吁和平。2．爱因斯坦最初是站在“绝对的和平主义”的立场上反对一切战争的。1932年12月，他在美国发表了“战斗的和平主义”的演讲，正式放弃了“绝对的和平主义”的立场。3．第二次世界大战时，原子弹的悲剧，使爱因斯坦万分痛苦。他在战后不遗余力地反对核战争，反对美国制造氢弹，反对美国的扩军备战政策。4．他还一度建议联合国建立一个“世界政府”，或者把联合国改组为世界政府。深化探究材料　1945年夏天，美国先后在日本

8、的广岛和长崎投下了两颗原子弹。“广岛已成焦土！长崎将成死城！”——耸人听闻的大标题，出现在报纸上。有人开始把爱因斯坦叫做“原子弹之父”，因为他写给罗斯福总统的那封信，开启了原子弹的研究和制造。当E＝mc2第一次活生生地呈现在全世界面前时，是沾着鲜血、蒙受着耻辱的