二十世紀(jì)的科學(xué)偉人愛因斯坦課件

四周周五十八課時(shí)一\課題愛因斯坦二\教學(xué)目標(biāo):1知識(shí)與能力：識(shí)記：狹義相對(duì)論提出的標(biāo)志、主要內(nèi)容、兩條基本原理和意義；廣義相對(duì)論的標(biāo)志、兩條原理及其意義；1921年愛因斯坦獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的主要研究成果；光電效應(yīng)研究的意義；愛因斯坦在兩次世界大戰(zhàn)中為和平進(jìn)步而斗爭(zhēng)的史實(shí)。理解：愛因斯坦相對(duì)論提出是物理學(xué)的一場(chǎng)根本性變革。③運(yùn)用：學(xué)會(huì)運(yùn)用歷史唯物主義觀點(diǎn)認(rèn)識(shí)愛因斯坦的成功的原因。結(jié)合理論聯(lián)系實(shí)際的原則認(rèn)識(shí)愛因斯坦的重大發(fā)明對(duì)人類歷史的貢獻(xiàn)。2過程與方法運(yùn)用探究性學(xué)習(xí)的理念，采用合作教學(xué)的手段，通過對(duì)愛因斯坦生平事情的了解，認(rèn)識(shí)愛因斯坦的主要科學(xué)成就以及對(duì)社會(huì)的責(zé)任感。3情感態(tài)度價(jià)值觀科學(xué)創(chuàng)新精神事人類不斷進(jìn)步的源泉；天才出自勤奮；科學(xué)事為人類的和平進(jìn)步服務(wù)的手段。三\重點(diǎn)：愛因斯坦及其主要科學(xué)成就和科學(xué)精神難點(diǎn)：相對(duì)論的提出及其影響現(xiàn)代物理學(xué)是相對(duì)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(duì)于牛頓的經(jīng)典物理學(xué)(力學(xué))而言的;量子論和相對(duì)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(shí)也是他提出狹義相對(duì)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(duì)論，傳統(tǒng)經(jīng)典物理學(xué)由此徹底改變。為紀(jì)念相對(duì)論誕生100周年暨愛因斯坦逝世50周年，聯(lián)合國大會(huì)將2005年確定為“國際物理年”，這是聯(lián)合國首次為一個(gè)學(xué)科確定的全球規(guī)模的紀(jì)念活動(dòng)。愛因斯坦，這位在許多國度千年人物(1001－2000年)評(píng)選中都居榜首的俊杰，絕不僅僅是因?yàn)樵谖锢韺W(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(jì)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(rèn)識(shí)他在社會(huì)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(gè)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(duì)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(duì)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(shí)代：小時(shí)候不愿和其他孩子在一起玩耍，總喜歡一個(gè)人玩，并且老是陷在沉思之中，如癡如呆。2、少年時(shí)代的愛因斯坦：很少講話，善于思考。3、中學(xué)時(shí)代的愛因斯坦“不守紀(jì)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(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。愛因斯坦進(jìn)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(duì)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(duì)他說：“如果班上沒有你這個(gè)學(xué)生，我會(huì)非常愉快。”小愛困惑地說：“我并沒有做對(duì)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(shí)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?yàn)榈浆F(xiàn)在為止一切都很正常?！?/p>

1896年，愛因斯坦成為一個(gè)無國籍的人，并考進(jìn)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(qǐng)教。另一方面，他的大部分時(shí)間是去物理實(shí)驗(yàn)室去做實(shí)驗(yàn)，迷戀于直接觀察和測(cè)量4、大學(xué)時(shí)代二、愛因斯坦的科學(xué)貢獻(xiàn)貢獻(xiàn)基本原理影響?yīng)M義相對(duì)論廣義相對(duì)論光量子假說相對(duì)性光速不變?cè)淼刃г韽V義相對(duì)性近代物理學(xué)領(lǐng)域的一次偉大革命促進(jìn)了人們對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)及觀測(cè)研究和理論探討解釋了光電效應(yīng)推動(dòng)了量子力學(xué)的發(fā)展光具有波粒兩象性二、主要貢獻(xiàn)1、狹義相對(duì)論的提出時(shí)間：

年標(biāo)志：《》基本原理：

性；

不變意義:改變了

的時(shí)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(dòng)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(duì)論，后來稱作狹義相對(duì)論，以光速永不改變、相對(duì)性原則來推論，得到“時(shí)間”會(huì)因速度快慢而改變的結(jié)論。

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

原理；

相對(duì)性意義：改變了人們對(duì)

的認(rèn)識(shí)，在廣義相對(duì)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(duì)論基礎(chǔ)宇宙觀測(cè)研究理論探討廣義相對(duì)論

愛因斯坦指出物體使周圍空間、時(shí)間彎曲，在物體具有很大的相對(duì)質(zhì)量（例如一顆恒星）時(shí)，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(gè)真實(shí)的故事1916年，愛因斯坦完成了長篇論文《廣義相對(duì)論的基礎(chǔ)》愛因斯坦預(yù)言，遙遠(yuǎn)的星光如果掠過太陽表面將會(huì)發(fā)生一點(diǎn)七秒的偏轉(zhuǎn)。1919年5月29日清晨，巴西南部一個(gè)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(lán)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(duì)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(shì)借水喝，更多人在忙著架設(shè)天文望遠(yuǎn)鏡和照相機(jī)。

中午時(shí)分，燦爛的陽光慢慢開始變暗，本世紀(jì)一次著名的日全食發(fā)生了。圍觀的人群騷動(dòng)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(jìn)行觀測(cè)。

他們是一支天文觀測(cè)隊(duì)，來自遙遠(yuǎn)的英國，此行的目的是驗(yàn)證一個(gè)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(duì)的教授是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)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(shí)，很快教授先生的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(gè)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(shí)，竟然發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角是1.7秒。

英國皇家學(xué)會(huì)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(shí)到這會(huì)是個(gè)不平凡的日子，特地?fù)Q上節(jié)日才穿的西裝。……

但是當(dāng)著名的天文學(xué)家愛丁頓勛爵，這次天文測(cè)量的總領(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，聲音低啞而且發(fā)言簡(jiǎn)短，但縱使會(huì)場(chǎng)離他最遠(yuǎn)的人也聽清了這樣幾句，“……鐵一般的事實(shí)……光線彎曲了……與愛因斯坦博士的計(jì)算結(jié)果完全一致……”

無論是贊成派還是反對(duì)派，都清楚這的確是重要的一天，不僅二十世紀(jì)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(cuò)了？物理學(xué)就此混亂？末日就此到來？呵，依撒克?牛頓，我們心中的神祗，我們都是你忠實(shí)的追隨者，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的巨幅畫像上。牛頓不說話，他只是高深莫測(cè)地笑著。

相對(duì)論貢獻(xiàn)長期不被人所重視，以至于沒有給他諾貝爾獎(jiǎng)金，而光電效應(yīng)是他第一次明確地指出光既是波動(dòng)又是粒子的性質(zhì)，這個(gè)得到了諾貝爾獎(jiǎng)金委員會(huì)的認(rèn)可，所以愛因斯坦得到諾貝爾獎(jiǎng)金是光電效應(yīng)，其中沒有相對(duì)論。3、推動(dòng)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(jìn)一步推動(dòng)了

學(xué)的發(fā)展。

1921年因

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

愛因斯坦生活的時(shí)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?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)心著人類的和平與進(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)世界和平所作的貢獻(xiàn)？“愛因斯坦不僅是一個(gè)偉大的科學(xué)家，還是一位具有正義感的社會(huì)活動(dòng)家。”

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(duì)法西斯，呼吁各國人民為和平而斗爭(zhēng)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(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)》……有高度社會(huì)責(zé)任感的愛因斯坦：

1939年8月2日，愛因斯坦出于對(duì)人類命運(yùn)的極大關(guān)注，寫信給羅斯?？偨y(tǒng)，建議美國務(wù)必?fù)屧诜ㄎ魉沟聡爸圃斐鲈訌棧缓髞?，?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(rèn)一生最大錯(cuò)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(gè)修表匠！”愛因斯坦針對(duì)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(qiáng)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(duì)人類的巨大危害?？茖W(xué)技術(shù)本身是一把雙刃劍?？萍寄茉旄Ｈ祟?，推動(dòng)生產(chǎn)力水平的提高，但如果運(yùn)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(gè)細(xì)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(duì)論。發(fā)明電腦顯示器的工程師必須使顯示器符合“相對(duì)論效應(yīng)”，否則控制電子飛馳的磁鐵就會(huì)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(zhǔn)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(zhǔn)確讀出條形碼中的編碼。

數(shù)碼相機(jī)

假期你和家人輕松郊游。當(dāng)你打開數(shù)碼相機(jī)，準(zhǔn)備攝下家人溫馨的笑容時(shí)，要先感謝愛因斯坦。從鏡頭飛進(jìn)來的光子會(huì)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(gè)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(shí)施放射治療前，需要估計(jì)X射線可能對(duì)你細(xì)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?cè)斐鲈訌棥鋸椀耐瑫r(shí)，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(jiǎng)，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(duì)于知識(shí)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(dòng)＋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(duì)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(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:“只有獻(xiàn)身于社會(huì)，才能找到那實(shí)際上是短暫而有風(fēng)險(xiǎn)的生命意義?！薄拔颐刻焐习俅翁嵝炎约?，我的精神生活和物質(zhì)生活，卻依靠著別人的勞動(dòng)，我必須盡力以同樣的分量來報(bào)償我們領(lǐng)受了的和至今還在領(lǐng)受著的東西”“一個(gè)人價(jià)值，應(yīng)該看他貢獻(xiàn)什么，而不應(yīng)當(dāng)看他取得什么”

“安逸和幸福，對(duì)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(xiàn)精神，對(duì)社會(huì)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(gè)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(píng)價(jià)愛因斯坦？科學(xué)家物理學(xué)貢獻(xiàn)相對(duì)論，改變了牛頓力學(xué)的絕對(duì)的靜止的時(shí)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(dòng)了量子力學(xué)的發(fā)展。社會(huì)活動(dòng)家為人類和平進(jìn)步而斗爭(zhēng)社會(huì)責(zé)任感，歷史使命感，無私奉獻(xiàn)精神科學(xué)精神1．20世紀(jì)初，愛因斯坦相對(duì)論的提出是物理學(xué)的一場(chǎng)變革。因?yàn)樗?)

A．否定了經(jīng)典力學(xué)體系

B．打破了絕對(duì)時(shí)空觀

C.徹底解決了19世紀(jì)以來物理學(xué)面臨的危機(jī)

D.標(biāo)志著對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)開始進(jìn)入微觀粒子世界

2．同相對(duì)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 B.日心說

C.量子理論D.牛頓力學(xué)理論

BC3、愛因斯坦創(chuàng)立的相對(duì)論與牛頓力學(xué)的關(guān)系，比較準(zhǔn)確的說法是（）A、前者否定了后者B、前者概括了后者C、前者發(fā)展了后者D、前者推翻了后者注：相對(duì)論否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀，而非經(jīng)典力學(xué)；它發(fā)展了經(jīng)典力學(xué)，并概括在相對(duì)力學(xué)之中4、1921年，愛因斯坦獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，是基于他的…………（）A、狹義相對(duì)論B、廣義相對(duì)論C、量子理論D、光子理論BD5、愛因斯坦狹義相對(duì)論的內(nèi)容包括（）①相對(duì)性②光速不變?cè)恝鄣刃г恝軓V義相對(duì)性A、①②

B、③④

C、②③

D、①③6、牛頓和愛因斯坦成就的共同影響不包括（）A、都是有史以來最偉大的科學(xué)家B、都為近代科學(xué)的產(chǎn)生奠定了基礎(chǔ)C、都把人類對(duì)自然的認(rèn)識(shí)提升到一個(gè)新的水準(zhǔn)D、都為技術(shù)革命提供了理論基礎(chǔ)AB教后感:運(yùn)用探究性學(xué)習(xí)的理念，采用合作教學(xué)的手段，通過對(duì)愛因斯坦生平事情的了解，認(rèn)識(shí)愛因斯坦的主要科學(xué)成就以及對(duì)社會(huì)的責(zé)任感?？茖W(xué)創(chuàng)新精神事人類不斷進(jìn)步的源泉；天才出自勤奮；科學(xué)事為人類的和平進(jìn)步服務(wù)的手段。1\三級(jí)跳中本專題相關(guān)的內(nèi)容2\課后練習(xí)上的選擇和非選擇.31、生活中若沒有朋友，就像生活中沒有陽光一樣。32、任何業(yè)績(jī)的質(zhì)變，都來自于量變的積累。3