2017-2018學(xué)年高中歷史 第六單元 杰出的科學(xué)家 課時(shí)5 20世紀(jì)的科學(xué)偉人愛因斯坦學(xué)案 新人教版選修4

1、學(xué)案520世紀(jì)的科學(xué)偉人愛因斯坦課標(biāo)要求了解愛因斯坦的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、提出狹義相對論1成長歷程(1)出身：1879年，出生于德國南部小城烏爾姆的一個(gè)猶太血統(tǒng)家庭。(2)童年：善于思考，對自然界的現(xiàn)象總愛尋根問底。(3)中學(xué)：被趕出校門，堅(jiān)持自學(xué)。(4)大學(xué)：進(jìn)入瑞士蘇黎世聯(lián)邦工業(yè)大學(xué)師范系，主修數(shù)學(xué)和物理。迷上了物理學(xué)，為以后從事理論物理學(xué)研究打下了基礎(chǔ)。2提出狹義相對論(1)提出：1905年6月，發(fā)表了論物體的電動(dòng)力學(xué)，標(biāo)志著狹義相對論的提出。(2)內(nèi)容：相對性原理和光速不變原理。(3)意義：改變了牛頓力學(xué)的時(shí)空觀念，揭露了物質(zhì)和能量的相當(dāng)性，為原子能的

2、利用奠定了理論基礎(chǔ)，是近代物理學(xué)領(lǐng)域的一次偉大革命。重點(diǎn)精講狹義相對論的基本要點(diǎn)是什么？其意義是什么？(1)要點(diǎn)：指出時(shí)間、空間與物質(zhì)運(yùn)動(dòng)不是各自孤立存在的，時(shí)間和空間是隨著物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)而變化的，物質(zhì)的質(zhì)量也是隨運(yùn)動(dòng)速度的變化而變化的。(2)意義：該理論揭示了空間、時(shí)間、物質(zhì)、運(yùn)動(dòng)之間的本質(zhì)上的統(tǒng)一性，把牛頓的力學(xué)理論作為一種特殊情況(當(dāng)運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)比光速低的時(shí)候)概括在內(nèi)，從而建立了一個(gè)既適用于宏觀、低速，又適用于微觀、高速的運(yùn)動(dòng)理論。深度點(diǎn)撥愛因斯坦的相對論實(shí)際上是對牛頓經(jīng)典力學(xué)的繼承與發(fā)展，其關(guān)系用圖示表示如下：二、推動(dòng)量子力學(xué)的發(fā)展1廣義相對論(1)標(biāo)志：1916年發(fā)表論文廣義相對論的基礎(chǔ)

3、。(2)內(nèi)容等效原理，即在一個(gè)加速運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)里，物體會(huì)自動(dòng)改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，而改變這種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的力，就是慣性力。廣義相對性，即在加速運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)里的慣性力，可以運(yùn)用到時(shí)空中的各種物體運(yùn)動(dòng)上。(3)意義：改變了人們對宇宙的認(rèn)識(shí)，在廣義相對論的指引下，天體和宇宙演化的觀測研究及理論探討前所未有地蓬勃開展起來。2推動(dòng)量子力學(xué)發(fā)展(1)1905年提出光量子假說，解決經(jīng)典物理學(xué)無法解釋的光電效應(yīng)問題。(2)1921年因光電效應(yīng)研究而獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，他的研究推動(dòng)了量子力學(xué)的發(fā)展。3其他成就在宇宙學(xué)、統(tǒng)一場論等領(lǐng)域取得重大研究成果。易混易錯(cuò)愛因斯坦的相對論是現(xiàn)代物理學(xué)的標(biāo)志，而吹響現(xiàn)代物理學(xué)第一聲號角的是量子論

4、。相對論廣博，量子論實(shí)用并且最早用于技術(shù)研究，如果說相對論作為時(shí)空的物理理論從根本上改變了人們以往的時(shí)空觀念，那么量子論則在很大程度上改變了人們的實(shí)踐。深化探究材料在20世紀(jì)，我們極其幸運(yùn)地目睹了我們世界的物理圖像的兩次重大革命。第一次革命推翻了我們的空間和時(shí)間觀，把兩者結(jié)合為我們現(xiàn)在稱之為時(shí)空的東西，人們發(fā)現(xiàn)這種時(shí)空以一種微妙的方式彎曲著，從而引起人們早就熟悉的、無處不在而又神秘的引力現(xiàn)象。第二次革命完全改變了我們理解物質(zhì)和輻射本性的方式，給了我們一種實(shí)在的圖像愛因斯坦創(chuàng)造了什么樣的人類奇跡思考結(jié)合愛因斯坦的科學(xué)成就及影響，閱讀上述材料回答：(1)材料中被推翻的“我們的空間和時(shí)間觀”是指什么

5、？(2)“我們現(xiàn)在稱之為時(shí)空的東西”是指什么？(3)概括愛因斯坦的科學(xué)成就對現(xiàn)代科技的影響。答案(1)以牛頓經(jīng)典力學(xué)為基礎(chǔ)建立起來的靜止的、絕對的時(shí)空觀。(2)以相對論為基礎(chǔ)建立起來的時(shí)空觀。(3)狹義相對論為原子能的利用奠定了理論基礎(chǔ)；廣義相對論推動(dòng)了天體和宇宙演化的觀測研究，奠定了宇宙航行等科學(xué)的理論基礎(chǔ)。三、為人類和平進(jìn)步而斗爭1捍衛(wèi)和平(1)一戰(zhàn)時(shí)：在僅有四人參加的反戰(zhàn)宣言上簽字。(2)一戰(zhàn)后：致力于恢復(fù)各國人民的相互諒解，并為此到法、英、荷等國奔走。(3)30年代：開始呼吁各國人民為和平而斗爭。(4)二戰(zhàn)中：為美國用原子彈轟炸日本城市終生遺憾。(5)二戰(zhàn)后：致力于防止核戰(zhàn)爭，親自領(lǐng)導(dǎo)

6、組織了“原子科學(xué)家非常委員會(huì)”。2評價(jià)(1)愛因斯坦創(chuàng)立的相對論是人類認(rèn)識(shí)自然過程中一次質(zhì)的飛躍，這個(gè)理論已經(jīng)成為原子能科學(xué)、宇宙航行等科學(xué)的理論基礎(chǔ)。(2)如果沒有愛因斯坦，原子能發(fā)電站、宇宙飛船等現(xiàn)代科技或許還在探索之中。教材互補(bǔ)為了人類獲得永久的和平，愛因斯坦一度建議聯(lián)合建立一個(gè)“世界政府”，或者把聯(lián)合國改組為世界政府。這種美好的愿望雖然是不現(xiàn)實(shí)的，但他作為一個(gè)具有強(qiáng)烈正義感和社會(huì)責(zé)任感的“世界公民”卻是真實(shí)的。(北師版)深化探究材料愛因斯坦余生的大部分精力都用來糾正他所犯的這個(gè)“最痛心的錯(cuò)誤”。1947年，他在聯(lián)合國大會(huì)上說道；“今后若干年內(nèi)，自然科學(xué)家的態(tài)度將決定人類文明的命運(yùn)。人類

7、終于懂得，當(dāng)前的任務(wù)是什么，這就是尋求諒解，為的是實(shí)現(xiàn)各國人民間、不同信仰的各民族間的徹底諒解。”阿爾伯特愛因斯坦：不允許自己沉默思考結(jié)合愛因斯坦的社會(huì)活動(dòng)，閱讀上述材料回答：(1)愛因斯坦“最痛心的錯(cuò)誤”指什么？(2)愛因斯坦如何看待科技與人類社會(huì)的相互關(guān)系？(3)愛因斯坦身上體現(xiàn)了哪些優(yōu)秀品質(zhì)？答案(1)建議美國總統(tǒng)羅斯福研制原子彈，成為美國原子彈研究的發(fā)起人之一。(2)從全人類的立場看待科技進(jìn)步，反對科技的濫用。(3)堅(jiān)持獻(xiàn)身科學(xué)的理想主義；維護(hù)正義、反對法西斯和強(qiáng)調(diào)以人為本的強(qiáng)烈社會(huì)責(zé)任感；不迷信權(quán)威、不懼怕困難、不計(jì)名利；獨(dú)立自主、自由思考、刨根問底地追求科學(xué)真理。1“他打破絕對靜止

8、的時(shí)空觀，改變著人們看世界的角度和方式；他愛好和平反對戰(zhàn)爭?！蔽闹械摹八笔侵?)A牛頓B達(dá)爾文C愛因斯坦D普朗克答案C解析愛因斯坦建立相對論，揭示了空間和時(shí)間的可變性，打破了絕對靜止的時(shí)空觀，是人類思想發(fā)展史上的一次根本性變革。2關(guān)于愛因斯坦的說法不正確的是()A1879年出生于德國B由于品學(xué)兼優(yōu)，受到老師的歡迎C1905年他發(fā)表了論物體的電動(dòng)力學(xué)D具有刻苦鉆研的科學(xué)精神答案B解析愛因斯坦上中學(xué)時(shí)由于總愛提出一些難以回答的問題而不受老師歡迎。3普朗克曾這樣評論愛因斯坦的科學(xué)成就：“這個(gè)原理在物理世界上所引起的革命，只有哥白尼世界體系的引入才能與之相提并論?！蔽闹械摹斑@個(gè)原理”是()A相對論B

9、日心說C量子假說D萬有引力定律答案A解析相對論樹立了全新的時(shí)空觀、運(yùn)動(dòng)觀和物質(zhì)觀，打破了經(jīng)典物理學(xué)絕對化的思維模式，為人們提供了辯證地看待世界的途徑，故A項(xiàng)符合題意；B項(xiàng)是哥白尼的科學(xué)成就，C項(xiàng)是普朗克的科學(xué)成就，D項(xiàng)是牛頓的科學(xué)成就。420世紀(jì)初，物理學(xué)本身發(fā)生了一場革命性的變化。下列選項(xiàng)中推動(dòng)這一變化的是()A電的發(fā)明和利用B量子論的提出和發(fā)展C經(jīng)典力學(xué)的發(fā)展D原子能在軍事上的應(yīng)用答案B解析解答本題的關(guān)鍵是抓住題干提供的時(shí)間“20世紀(jì)初”。電的發(fā)明和利用是在19世紀(jì)；經(jīng)典力學(xué)是在17世紀(jì)末；原子能在軍事上的應(yīng)用是在20世紀(jì)四五十年代。5愛因斯坦對待原子彈的態(tài)度前后貌似矛盾，實(shí)則相同。愛因斯

10、坦主張制造和銷毀原子彈都是為了()A人類和平B拯救猶太人C摧毀法西斯D證明其理論的科學(xué)性答案A解析愛因斯坦因憂慮納粹德國提議率先研制成原子彈，以制止戰(zhàn)爭，銷毀原子彈則是為了消除核威脅。都是為了人類和平，故選擇A項(xiàng)。學(xué)思之窗1提示愛因斯坦的科學(xué)創(chuàng)新體現(xiàn)了向權(quán)威挑戰(zhàn)、大膽質(zhì)疑、追求真理的精神。2提示愛因斯坦熱愛科學(xué)，也熱愛人類。他沒有因?yàn)槁耦^于科學(xué)研究而把自己置于社會(huì)之外，一直關(guān)心著人類的文明和進(jìn)步，并為之頑強(qiáng)、勇敢地戰(zhàn)斗。他說過：“人只有獻(xiàn)身于社會(huì)，才能找出那短暫而又有風(fēng)險(xiǎn)的生命的意義。”他自己正是這樣去做的。3提示對愛因斯坦來說，生命的意義在于設(shè)身處地地替別人著想，憂他人之憂，樂他人之樂，并竭

11、盡全力為改善人類境況而奮斗。學(xué)習(xí)延伸2提示(1)科技進(jìn)步具有雙重作用，可用來自我毀滅，也可造福人類?？萍荚斐傻臑?zāi)難實(shí)際上是其應(yīng)用者特定的制度體系造成的?？茖W(xué)的發(fā)展為戰(zhàn)爭殺傷力增強(qiáng)創(chuàng)造條件，威脅世界和平。因此，他積極致力于防止核戰(zhàn)爭。(2)沒有變化。愛因斯坦建議造原子彈的目的是為了制止戰(zhàn)爭。(3)愛因斯坦不僅是一位偉大的科學(xué)家，還是一位具有正義感的社會(huì)學(xué)家，他的言行反映了他的社會(huì)良知和對人類和平與進(jìn)步的關(guān)心?；A(chǔ)達(dá)標(biāo)1愛因斯坦是歷史上繼牛頓之后最偉大的科學(xué)家之一，他在1905年發(fā)表的五篇論文涉及分子動(dòng)力論、相對論和量子理論，為日后的諸多技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。關(guān)于愛因斯坦孜孜不倦地探索科學(xué)的動(dòng)機(jī)，正確的

12、是()財(cái)富名聲好奇心科學(xué)的美研制原子彈創(chuàng)造神話ABCD答案B解析科學(xué)家探索科學(xué)的動(dòng)機(jī)，不為名，不為利，只是出于科學(xué)的好奇心和對科學(xué)的美的追求；至于只是特殊時(shí)期的產(chǎn)物，則與科學(xué)探索無關(guān)。2在相對論創(chuàng)立之初，法國著名物理學(xué)家朗之萬曾說，全世界只有12個(gè)人能懂相對論。愛因斯坦關(guān)于相對論的第一篇論文是()A關(guān)于光和色的新理論B自然哲學(xué)中的數(shù)學(xué)原理C論物體的電動(dòng)力學(xué)D廣義相對論的基礎(chǔ)答案C解析A項(xiàng)和B項(xiàng)都是牛頓的作品，D項(xiàng)把狹義相對論擴(kuò)大為廣義相對論；論物體的電動(dòng)力學(xué)標(biāo)志著狹義相對論的提出。3相對論的提出推動(dòng)物理學(xué)發(fā)展到一個(gè)新的高度，依據(jù)是()相對論從本質(zhì)上修正了由狹隘經(jīng)驗(yàn)建立起來的時(shí)空觀相對論深刻地揭

13、示了時(shí)間和空間的本質(zhì)屬性將牛頓力學(xué)概括在相對論力學(xué)之中將人類對客觀規(guī)律的認(rèn)識(shí)開始從宏觀世界深入到微觀世界ABCD答案A解析是量子論的重大意義，故應(yīng)排除。4愛因斯坦是20世紀(jì)科學(xué)革命的發(fā)動(dòng)者和主將，他的研究成果十分豐富。以下研究成果屬于愛因斯坦的有()狹義相對論廣義相對論光量子假說光的本質(zhì)學(xué)說ABCD答案B51931年“九一八事變”后，愛因斯坦向各國呼吁采取聯(lián)合的經(jīng)濟(jì)制裁制止日本對華侵略；20世紀(jì)30年代，當(dāng)戰(zhàn)爭陰影在德國呈現(xiàn)時(shí)，愛因斯坦呼吁各國人民為和平而斗爭。這些行動(dòng)表明愛因斯坦是一位()A極端的民族主義者B極具正義感的社會(huì)活動(dòng)家C狂熱的愛國主義者D創(chuàng)造能力極強(qiáng)的科學(xué)家答案B解析本題考查學(xué)生

14、的分析理解能力。愛因斯坦不僅是一位偉大的科學(xué)家，還是一位具有正義感的社會(huì)活動(dòng)家，時(shí)刻關(guān)心人類的和平與進(jìn)步。能力提升6閱讀下列材料：材料一20世紀(jì)初，愛因斯坦從相對論出發(fā)提出著名的質(zhì)能關(guān)系式Emc2，這為核開發(fā)提供了理論基礎(chǔ)。材料二德國十分重視這一理論的軍事價(jià)值，在相關(guān)研究中處于領(lǐng)先地位。第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)之后，愛因斯坦向美國總統(tǒng)羅斯福建議，應(yīng)搶在德國之前研制出原子彈。材料三美國政府于1945年8月投放原子彈到日本廣島、長崎，造成平民傷亡嚴(yán)重。愛因斯坦得知后，非常痛心，他說，致信羅斯福提議研制核武器，是自己一生中最大的錯(cuò)誤和遺憾。他甚至懊悔當(dāng)初從事科研。請回答：結(jié)合上述材料，分析愛因斯坦的做法究

15、竟是對還是錯(cuò)？從中我們得到什么啟發(fā)？我們應(yīng)怎樣對待科學(xué)的發(fā)展？答案(1)愛因斯坦基于他對維護(hù)人類和平的熱忱而做出上述舉動(dòng)，也是正確的。(2)啟發(fā)：科學(xué)研究應(yīng)用于促進(jìn)社會(huì)發(fā)展、保持人類和平等方面；科學(xué)對軍事技術(shù)進(jìn)步的推動(dòng)作用巨大，有時(shí)能起到以暴制暴，從而換取和平的作用；科學(xué)研究的初衷，與其后的實(shí)際應(yīng)用效果之間可能會(huì)出現(xiàn)較大偏差等。(3)態(tài)度：科學(xué)的發(fā)展本身是客觀而不受任何利益集團(tuán)左右的。我們應(yīng)以理性的態(tài)度來看待科學(xué)的發(fā)展，既要努力學(xué)習(xí)，進(jìn)一步推動(dòng)科學(xué)發(fā)展，同時(shí)也要控制科研成果的實(shí)際應(yīng)用，使其向著保護(hù)人類的方向發(fā)展。解析本題屬于開放性問題，應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生暢所欲言，答案不求唯一。對愛因斯坦的做法和認(rèn)識(shí)可從其主觀目的即維護(hù)世界和平方面考慮；科技的發(fā)展具有雙重作用，我們應(yīng)盡量趨利避害，使其為人類和平進(jìn)步事業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。7閱讀下列材料：在一片“牛頓被推翻了