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1、第第20课课20世纪科学巨匠爱因斯坦世纪科学巨匠爱因斯坦课程标准课程标准了解了解爱爱因斯坦成因斯坦成长历长历程及主要科学成就，程及主要科学成就，认识认识他在社他在社会会发发展中的作用。展中的作用。内容解读内容解读1.了解了解爱爱因斯坦成因斯坦成长历长历程。程。2.知道他的主要科学成就：相知道他的主要科学成就：相对论对论。3.认识认识他他对对社会社会发发展的作用：相展的作用：相对论对论的影响、推的影响、推动动世界和世界和平的努力。平的努力。提出提出：1905年，年，爱爱因斯坦提出了狭因斯坦提出了狭义义相相对论对论，后来又将狭，后来又将狭义义相相对论进对论进一步向前推一步向前推进进，建立了，建立了
2、_相相对论对论。意义意义：相：相对论对论的提出揭示了的提出揭示了时时空、物空、物质质、运、运动动和和_之之间间的的统统一性，奠定了系一性，奠定了系统统、科学的物、科学的物质观质观和和时时空空观观，为为人人们认识们认识宏宏观观宇宙打开了一个新的窗口。它与宇宙打开了一个新的窗口。它与_一一起构成了起构成了现现代物理学的两大支柱，代物理学的两大支柱，为为物理学的物理学的发发展展带带来了来了革命性的革命性的变变化，并化，并对对其他学科其他学科产产生了生了历历史性的影响。史性的影响。爱爱因因斯坦的研究斯坦的研究还还揭示出人揭示出人类类可以将物可以将物质质的部分的部分质质量直接量直接转换转换一、相对论一、
3、相对论12广广义义引力引力量子理量子理论论为为巨大的能量，从而极大地巨大的能量，从而极大地扩扩展了物理学的展了物理学的应应用用领领域。域。爱爱因斯坦本人被誉因斯坦本人被誉为为_之后最之后最伟伟大的物理学家。大的物理学家。爱因斯坦取得物理学成就的原因：一是爱因爱因斯坦取得物理学成就的原因：一是爱因斯坦对科学有浓厚的兴趣；二是爱因斯坦勤奋严谨、探索斯坦对科学有浓厚的兴趣；二是爱因斯坦勤奋严谨、探索不倦、敢于创新；三是爱因斯坦对物理学的研究顺应了科不倦、敢于创新；三是爱因斯坦对物理学的研究顺应了科学发展的时代要求。学发展的时代要求。第一次世界大第一次世界大战战期期间间，爱爱因斯坦多次表明了自己因斯坦
4、多次表明了自己坚坚定的反定的反战战立立场场，并参与，并参与发发起成立反起成立反战团战团体体“_”。牛牛顿顿二、和平捍卫者二、和平捍卫者1反对战争反对战争新祖国同盟新祖国同盟20世世纪纪50年代，年代，针对针对“冷冷战战”加加剧剧的情况，的情况，爱爱因斯坦与英国因斯坦与英国哲学家哲学家罗罗素素联联合合发发表表_爱爱因斯坦宣言因斯坦宣言，反，反对对_，吁吁世界和平。，吁吁世界和平。爱因斯坦的反战言行，说明了他反对侵略战争、爱因斯坦的反战言行，说明了他反对侵略战争、热爱和平、关心全人类命运的高贵品质。热爱和平、关心全人类命运的高贵品质。对对物物质质生活要求很低，生活要求很低，为为人善良、人善良、纯纯
5、朴、朴、谦逊谦逊。除了是一。除了是一名杰出的科学家，名杰出的科学家，爱爱因斯坦因斯坦还还是一位音是一位音乐爱乐爱好者和好者和优优秀的秀的小提琴手。小提琴手。_年年4月，月，爱爱因斯坦在普林斯因斯坦在普林斯顿顿逝世，逝世，遗遗言是：言是：“不不许许把把这这房子房子变变成博物成博物馆馆。”2呼吁和平呼吁和平罗罗素素核核战战争争三、爱好音乐的人三、爱好音乐的人四、科学巨匠的遗言四、科学巨匠的遗言19551921年，爱因斯坦获得了诺贝尔奖。这奖来得十分不年，爱因斯坦获得了诺贝尔奖。这奖来得十分不易。当时有不少德国的诺贝尔奖获得者威胁说，如果给相易。当时有不少德国的诺贝尔奖获得者威胁说，如果给相对论授奖
6、，他们就要退回已获得的奖章，结果评选委员会对论授奖，他们就要退回已获得的奖章，结果评选委员会找到了一个办法，让爱因斯坦作为光电效应理论的建立者找到了一个办法，让爱因斯坦作为光电效应理论的建立者而得奖，相对论始终没有获得诺贝尔奖。而得奖，相对论始终没有获得诺贝尔奖。吴国盛吴国盛科学的科学的历历程程如何看待如何看待1921年年爱爱因斯坦因斯坦获诺贝获诺贝尔尔奖时发奖时发生的事？生的事？拓展拓展1答案答案相相对论对论的的观观点与人点与人们们的日常的日常经验经验不太一致，甚至有不太一致，甚至有着尖着尖锐锐的冲突，但它在物理学上却非常合理且的冲突，但它在物理学上却非常合理且为实验为实验所所证证实实。这这
7、就提醒人就提醒人们们，不要被常，不要被常识识和日常和日常经验经验所蒙蔽，常所蒙蔽，常识识并不一定是正确的，要学会并不一定是正确的，要学会辩证辩证地看地看问题问题。同。同时时，这这也也说说明人明人们对们对任何一种新生事物的任何一种新生事物的认识认识都是一个极其都是一个极其艰难艰难的的过过程。程。“人只有献身于社会，才能找出那人只有献身于社会，才能找出那实际实际上是短上是短暂暂而又有而又有风风险险的生命的意的生命的意义义”，爱爱因斯坦因斯坦热爱热爱科学，也科学，也热爱热爱人人类类，为为此他作出了哪些努力？此他作出了哪些努力？答案答案热爱热爱科学：提出了相科学：提出了相对论对论；热爱热爱人人类类；一
8、；一战战期期间间，坚坚持反持反战战的立的立场场，并参与，并参与发发起成立反起成立反战团战团体体“新祖国同盟新祖国同盟”；二；二战时战时期反期反对纳对纳粹，关心被奴役国家和人民；粹，关心被奴役国家和人民；20世世纪纪50年代年代发发表表罗罗素素爱爱因斯坦宣言因斯坦宣言，反，反对对核核战战争，呼吁和争，呼吁和平。平。拓展拓展2拓展拓展3右右图图揭示了揭示了爱爱因斯坦与原子能的什么因斯坦与原子能的什么关系？关系？答案答案爱爱因斯坦推因斯坦推动动原子原子弹弹的研制，的研制，原子能依据的基本原理正是原子能依据的基本原理正是爱爱因斯坦因斯坦的著名等式的著名等式Emc2；当原子；当原子弹弹研制之研制之后，后
9、，爱爱因斯坦又反因斯坦又反对对将其用于将其用于战战争，争，发发表表罗罗素素爱爱因斯坦宣言因斯坦宣言。从科学从科学贡贡献角度分析献角度分析提示提示(1)爱因斯坦提出光束的能量在传播、吸收和产生过爱因斯坦提出光束的能量在传播、吸收和产生过程中都具有粒子性，即量子性。他的这个理论圆满地解释程中都具有粒子性，即量子性。他的这个理论圆满地解释了光电效应。了光电效应。(2)狭义相对论在本质上改变了牛顿力学的时空观，揭示了狭义相对论在本质上改变了牛顿力学的时空观，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，作为物质形式存在的空间和时间统一成一个四维空间，【角度角度1】全面认识爱因斯坦全面认识爱因斯
10、坦揭示了力学运动和电磁运动在运动学上的统一性，最后形成揭示了力学运动和电磁运动在运动学上的统一性，最后形成了广义相对论，推断在引力场中传播的光线将会发生弯曲。了广义相对论，推断在引力场中传播的光线将会发生弯曲。1916年，他开始用广义相对论引力论来考察宇宙问题。年，他开始用广义相对论引力论来考察宇宙问题。从倡从倡导导和平角度分析和平角度分析提示提示他反对侵略战争，反对军国主义和法西斯主义，反他反对侵略战争，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地斗争。对民族压迫和种族歧视，为人类的进步进行坚决地斗争。倡议各国认识核战争的极端危险性，各国科学家用自己的倡议各国认识
11、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。言行来维护世界和平。【角度角度2】从淡泊名利角度分析从淡泊名利角度分析提示提示爱因斯坦一生不崇拜偶像，也不希望别人把他当做爱因斯坦一生不崇拜偶像，也不希望别人把他当做偶像来崇拜。他获得了许多荣誉，但他从来没把这些荣誉偶像来崇拜。他获得了许多荣誉，但他从来没把这些荣誉看得很重。看得很重。【角度角度3】阅读阅读下列材料：下列材料：材料一材料一日食期间光线弯曲情况的记录日食期间光线弯曲情况的记录在在1919年年11月月6日召开的英国皇家天文学会和皇家学会联日召开的英国皇家天文学会和皇家学会联合举行的大会上，天文学家罗伊尔宣布：合举行的大会上，
12、天文学家罗伊尔宣布：“星光确实按照星光确实按照爱因斯坦引力理论的预言发生偏折。爱因斯坦引力理论的预言发生偏折。”摘摘编编自自钮卫钮卫星星从光从光线线弯曲的弯曲的验证历验证历史史看广看广义义相相对论对论的正确性的正确性问题问题日期日期地点地点结果及误差结果及误差(角秒角秒)1919年年5月月29日日Sobral1.980.16Principe1.610.40材料二材料二在一片在一片“牛顿被推翻了牛顿被推翻了”的叫喊声中，爱因斯坦说：的叫喊声中，爱因斯坦说：“可是人们不要以为，牛顿的伟大工作能被这一理论或者可是人们不要以为，牛顿的伟大工作能被这一理论或者任何别的理论代替。他伟大而明晰的观念，作为自
13、然哲学任何别的理论代替。他伟大而明晰的观念，作为自然哲学领域里整个近代概念结构的基础，将永远保持它独特的意领域里整个近代概念结构的基础，将永远保持它独特的意义。义。”摘自摘自巨人百巨人百传丛书传丛书爱爱因斯坦因斯坦材料三材料三爱因斯坦等人建议造原子弹是出于止战救世之社爱因斯坦等人建议造原子弹是出于止战救世之社会责任心，战后反对核军备竞赛也是出于保卫和平的社会会责任心，战后反对核军备竞赛也是出于保卫和平的社会责任心。这里的问题出在科学成果一旦付诸应用，就不再责任心。这里的问题出在科学成果一旦付诸应用，就不再是科学家所能控制的了。爱因斯坦一心想抢在希特勒之前是科学家所能控制的了。爱因斯坦一心想抢在
14、希特勒之前造出原子弹，使世界免于浩劫，未曾料到战后核军备竞赛造出原子弹，使世界免于浩劫，未曾料到战后核军备竞赛竟将世界推向毁灭的边缘。竟将世界推向毁灭的边缘。请请回答：回答：(1)依据材料一指出依据材料一指出罗罗伊伊尔尔得出得出结论结论的主要方法是什么？他的主要方法是什么？他的的结论证实结论证实了什么？了什么？(2)为为什么人什么人们认为们认为“牛牛顿顿的的伟伟大工作大工作”会被相会被相对论对论代替？根代替？根据材料二中据材料二中爱爱因斯坦的回答因斯坦的回答谈谈谈谈相相对论对论与牛与牛顿经顿经典力学的典力学的关系。关系。(3)材料三中材料三中爱爱因斯坦建因斯坦建议议制造原子制造原子弹弹和和战战
15、后反后反对对核核军备竞军备竞赛赛的共同目的是什么？的共同目的是什么？解析解析本题考查学生透过材料分析问题解决问题的能力。本题考查学生透过材料分析问题解决问题的能力。第第(1)问中第一小问的问中第一小问的“方法方法”应结合材料一中应结合材料一中“日食期间光日食期间光线弯曲情况的记录线弯曲情况的记录”从时间、地点和结果的记录、计算等从时间、地点和结果的记录、计算等角度归纳；第三小问的回答结合罗伊尔的讲话内容抓住角角度归纳；第三小问的回答结合罗伊尔的讲话内容抓住角度即度即“爱因斯坦引力理论爱因斯坦引力理论”并联系所学知识回答即可。第并联系所学知识回答即可。第(2)问中第一小问原因的分析应立足于牛顿力
16、学体系的危机角问中第一小问原因的分析应立足于牛顿力学体系的危机角度分析；第二小问的回答要从爱因斯坦的讲话并结合相对度分析；第二小问的回答要从爱因斯坦的讲话并结合相对论和牛顿力学体系的关系角度作答。第论和牛顿力学体系的关系角度作答。第(3)问的问的“共同目的共同目的”要联系二者的背景并从其捍卫和平的角度进行分析。要联系二者的背景并从其捍卫和平的角度进行分析。答案答案(1)方法：方法：观测观测、计计算、算、验证验证。证实证实：广：广义义相相对论对论是是成立的成立的(正确的正确的)。(2)理由：以牛理由：以牛顿顿力学力学为为代表的代表的经经典物理学陷入危机。相典物理学陷入危机。相对对论论突破了突破了
17、经经典力学，深刻揭示了典力学，深刻揭示了时间时间和空和空间间是相是相对对的属性；的属性；它也它也发发展了牛展了牛顿顿力学，将其概括在相力学，将其概括在相对论对论力学之中，推力学之中，推动动了物理学了物理学发发展到一个新的高度。展到一个新的高度。(3)保保卫卫和平、止和平、止战战救世之社会救世之社会责责任心。任心。答案提示答案提示在特定条件下，先进的科技成果能够加快战争在特定条件下，先进的科技成果能够加快战争的结束，如二战中对日本使用原子弹，加快了日本的投降的结束，如二战中对日本使用原子弹，加快了日本的投降和二战的结束。但也应看到，战争刺激了科学的发展和应和二战的结束。但也应看到，战争刺激了科学
18、的发展和应用，科学的发展和应用则为战争规模的扩大和杀伤力的大用，科学的发展和应用则为战争规模的扩大和杀伤力的大幅提高创造了条件，从而威胁了世界和平。幅提高创造了条件，从而威胁了世界和平。【解析与探究解析与探究】(P99)答案提示答案提示成就：建立了狭义相对论和广义相对论。作成就：建立了狭义相对论和广义相对论。作用：奠定了系统、科学的物质观和时空观，为人们认识宏用：奠定了系统、科学的物质观和时空观，为人们认识宏观宇宙创造了条件；相对论与量子理论一起构成了现代物观宇宙创造了条件；相对论与量子理论一起构成了现代物理学的两大支柱，为物理学的发展带来了革命性的变化，理学的两大支柱，为物理学的发展带来了革命性的变化，并对其他学科的发展产生了历史性的影响；爱因斯坦的研并对其他学科的发展产生了历史性的影响；爱因斯坦的研究揭示出可以将物质的部分质量转换为巨大的能量，从而究揭示出可以将物质的部分质量转换为巨大的能量，从而极大地扩展了物理学的应用领域。极大地扩展了物理学的应用领域。【自我测评自我测评】(P99)