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1、,第十四周 周五 第二十八课时 一课题爱因斯坦 二教学目标: 1知识与能力： 识记：狭义相对论提出的标志、主要内容、两条基本原理和意义；广义相对论的标志、两条原理及其意义；1921年爱因斯坦获得诺贝尔物理学奖的主要研究成果；光电效应研究的意义；爱因斯坦在两次世界大战中为和平进步而斗争的史实。 理解：爱因斯坦相对论提出是物理学的一场根本性变革。 运用：学会运用历史唯物主义观点认识爱因斯坦的成功的原因。结合理论联系实际的原则认识爱因斯坦的重大发明对人类历史的贡献。 2 过程与方法 运用探究性学习的理念，采用合作教学的手段，通过对爱因斯坦生平事情的了解，认识爱因斯坦的主要科学成就以及对社会的责任感。
2、 3 情感态度价值观 科学创新精神事人类不断进步的源泉；天才出自勤奋；科学事为人类的和平进步服务的手段。 三重点：爱因斯坦及其主要科学成就和科学精神 难点：相对论的提出及其影响,现代物理学是相对于什么而言的？ 现代物理学的两大支柱是什么？分别是由谁提出的?,相对于牛顿的经典物理学(力学)而言的; 量子论和相对论是现代物理学的两大支柱; 德国理论物理学家普朗克和美籍德国科学家爱因斯坦,2005年是爱因斯坦逝世50周年，同时也是他提出狭义相对论100周年。100年前，年仅26岁的爱因斯坦，以他卓越的思考力、非凡的洞察力，提出了狭义相对论，传统经典物理学由此彻底改变。为纪念相对论诞生100周年暨爱因
3、斯坦逝世50周年，联合国大会将2005年确定为“国际物理年”，这是联合国首次为一个学科确定的全球规模的纪念活动。爱因斯坦，这位在许多国度千年人物(10012000年)评选中都居榜首的俊杰，绝不仅仅是因为在物理学上的成就。他既是伟大的科学家、现代物理学的开创者和奠基人，更是杰出的思想家，他是一幅视野开阔的思想宽银幕。,二十世纪的科学伟人爱因斯坦,课标要求:了解爱因斯坦成长历程及主要科学成就，认识他在社会发展中的作用。,一、成长历程,阿尔伯特爱因斯坦（18791955） 1879年出生于德国小镇乌尔姆的一个犹太人家庭。1895年到瑞士，1896年考人瑞士苏黎世联邦工业大学师范系理论物理专业学习，1
4、900年毕业。19021909年在瑞士伯尔尼专利局任技术员，创立狭义相对论。加入瑞士国籍。1913年任柏林大学教授。1915年创立广义相对论。1933年10月迁居美国，1940年加入美国国籍， 1955年逝世于美国普林斯顿。,1、童年时代：,小时候不愿和其他孩子在一起玩耍，总喜欢一个人玩，并且老是陷在沉思之中，如痴如呆。,2、少年时代的爱因斯坦：很少讲话，善于思考。,3、中学时代的爱因斯坦,“不守纪律、心不在焉、想入非非”“生性孤僻、智力迟钝”,中学老师给爱因斯坦的评语：,学校也断言：爱因斯坦将“一事无成”并将他赶出学校。,爱因斯坦进入慕尼黑的路提波德中学。他喜欢上了数学，并开始自学高等数学。
5、没过多久，数学老师已经不是他的对手了，常常被小爱问得张口结舌。有一次，数学老师公开对他说：“如果班上没有你这个学生，我会非常愉快。”小爱困惑地说：“我并没有做对不起老师的事呀！”“但是，你提的问题经常使我心神不定。”,在某次吃晚饭的时候，爱因斯坦打破了沉默，他说“这汤太烫了。”这下他的父母才放心，然后问他为什么之前不说话。爱因斯坦答道：“因为到现在为止一切都很正常。”,1896年，爱因斯坦成为一个无国籍的人，并考进了瑞士苏黎世联邦工业大学。大学期间，爱因斯坦迷上了物理学，一方面，他阅读了德国著名物理学家基尔霍夫、赫兹等人的著作，钻研了麦克斯韦的电磁理论和马赫的力学，并经常去理论物理学教授的家中
6、请教。另一方面，他的大部分时间是去物理实验室去做实验，迷恋于直接观察和测量,4、大学时代,二、爱因斯坦的科学贡献,狭义相对论,广义相对论,光量子假说,相对性 光速不变原理,等效原理 广义相对性,近代物理学领域的一次伟大革命,促进了人们对宇宙的认识及观测研究和理论探讨,解释了光电效应推动了量子力学的发展,光具有波粒两象性,二、主要贡献,1、狭义相对论的提出,时间： 年,标志： ,基本原理： 性； 不变,意义:改变了 的时空观念，揭露了物质和能量的 ，为 的利用奠定了理论基础，是近代 领域的一次伟大革命。,论物体的电动力学,牛顿力学,相当性,原子能,物理学,爱因斯坦1905年提出的相对论，后来称作
7、狭义相对论，以光速永不改变、相对性原则来推论，得到“时间”会因速度快慢而改变的结论。,相对论的例子：一卷录音带，如果在地面上播放需要一个小时；在快速飞行的宇宙飞船里播放，宇宙飞船里的人测定也是一个小时。但是由地面上的人员，来测定在宇宙飞船中播放的时间呢？根据牛顿的理论，因为时间是绝对的，所以也是一小时；但是爱因斯坦的理论则认为应该是一个多小时，因为时间是相对的，在不同速度下测量时间，长度是不一样的。,什么是狭义相对论？,二、主要贡献,2、广义相对论,标志-1916年 ,基本原理： 原理； 相对性,意义：改变了人们对 的认识，在广义相对论的指引下，天体和宇宙演化的 及 前所未有地蓬勃开展起来。,
8、广义相对论基础,宇宙,观测研究,理论探讨,广义相对论,爱因斯坦指出物体使周围空间、时间弯曲，在物体具有很大的相对质量（例如一颗恒星）时，这种弯曲可使从它旁边经过的任何其它事物，即使是光线，改变路径。,一个真实的故事,1916年，爱因斯坦完成了长篇论文广义相对论的基础,爱因斯坦预言，遥远的星光如果掠过太阳表面将会发生一点七秒的偏转。,1919年5月29日清晨，巴西南部一个叫做索不拉尔的偏僻村庄里。太阳刚刚升起。上帝赐予了当地人永久的宁静，在他们眼中，世界不过是蓝天，麦田，草原，绵羊，仅此而已。甚至刚结束的硝烟弥漫的第一次世界大战仿佛也是天边的传说。但他们还是一大早就被人吵醒了，门口来了一队行装古
9、怪的外国人。有的操着蹩足的葡萄牙语向他们问好，有的打着手势借水喝，更多人在忙着架设天文望远镜和照相机。 中午时分，灿烂的阳光慢慢开始变暗，本世纪一次著名的日全食发生了。围观的人群骚动了起来，纷在胸纷口,画着十字，有人急忙去找牧师，而那些外国人则胸有成竹地开始进行观测。他们是一支天文观测队，来自遥远的英国，此行的目的是验证一个德国人的奇怪理论。很快数据得到了处理，而且底片也冲出来了。 领队的教授是一个标准的英格兰绅士，虽然绅士们最推崇沉着冷静的作风，但是教授的目光明显流露出期待和不安。当他将湿漉漉的底片放在灯下时，很快教授先生的手连同大胡子都激动地抖了起来，宇宙有界还是无界，我们所属的空间平直还
10、是弯曲，牛顿思想胜利还是被颠覆，都取决这几张小小的底片了。他深吸一口气，睁大了眼睛。 很快，即使离屋子五十米以外的地方都可以听到一声毫无风度的嚎叫：“我的上帝，难道那个叫爱因斯坦的德国人到底说中了？！“在两张重叠的底片上可以清晰地看到一条笔直的星光在穿过阴影中的太阳时，竟然发生了偏转，偏转角是1.7秒。,英国皇家学会的大厅里，坐满了英伦三岛的科学精英。他们有的可能意识到这会是个不平凡的日子，特地换上节日才穿的西装。 但是当著名的天文学家爱丁顿勋爵，这次天文测量的总领队出席在会场时，下面顿时静了下来。他满脸风尘，声音低哑而且发言简短，但纵使会场离他最远的人也听清了这样几句，“铁一般的事实光线弯曲
11、了与爱因斯坦博士的计算结果完全一致” 无论是赞成派还是反对派，都清楚这的确是重要的一天，不仅二十世纪物理学的一代巨人就此崛起，而且是他，爱因斯坦，亲手抡起大槌，将牛顿苦心创建，业已竣工百年的经典物理学的大厦砸开第一道裂纹。 牛顿也错了？物理学就此混乱？末日就此到来？呵，依撒克牛顿，我们心中的神祗，我们都是你忠实的追随者，你会怎样指示我们呢？人们纷纷把目光投向大厅正中牛顿的巨幅画像上。 牛顿不说话，他只是高深莫测地笑着。,相对论贡献长期不被人所重视，以至于没有给他诺贝尔奖金，而光电效应是他第一次明确地指出光既是波动又是粒子的性质，这个得到了诺贝尔奖金委员会的认可，所以爱因斯坦得到诺贝尔奖金是光电
12、效应，其中没有相对论。,3、推动量子力学的发展 爱因斯坦利用量子论成功地解释了 出现的现象及光的本质，进一步推动了 学的发展。 1921年因 研究获诺贝尔物理学奖。,二、重要贡献,光电效应,光电效应,爱因斯坦生活的时代曾经历了人类历史上最为空前的两次世界大战，他没有因为埋头于科学研究而把自己置身于社会之外，而是一直关心着人类的和平与进步，并为之顽强勇敢地战斗。,阅读课文：列举爱因斯坦为维护世界和平所作的贡献？,“爱因斯坦不仅是一个伟大的科学家，还是一位具有正义感的社会活动家。” why？,一战期间：爱因斯坦在一份仅有4人参加的反战宣言上签字,一战后，积极致力于恢复各国人民的相互谅解,30年代，
13、反对法西斯，呼吁各国人民为和平而斗争,二战期间，上书罗斯福，建议抢在德国之前研制原子弹,致力于防止核战争，领导组织“原子科学家非常委员会”，出刊原子科学家公报,有高度社会责任感的爱因斯坦： 1939年8月2日，爱因斯坦出于对人类命运的极大关注，写信给罗斯福总统，建议美国务必抢在法西斯德国之前制造出原子弹；后来，当原子弹真的从潘多拉魔盒里跳出来后，爱因斯坦陷入了巨大的后悔与痛苦之中，自认一生最大错误就是建议研制原子弹。他痛心地说，“早知如此，我宁可当个修表匠！”爱因斯坦针对核武器问题的懊悔，代表了人类良知的高度，是人类良心发出的最强音。听爱因斯坦的自责之声，我们明白了人类良知之宝贵！,爱因斯坦向
14、电视观众介绍核武器对人类的巨大危害。,科学技术本身是一把双刃剑。科技能造福人类，推动生产力水平的提高，但如果运用不当，也能危害人类。,思考：我们应当如何看待科学的发展？,“爱因斯坦” 无处不在 你是否能举举例子？ 我们衣食住行的每个细节都闪现着爱因斯坦的影子。,电脑显示器 在短促的瞬间，电子显像在显示屏上这正好符合爱因斯坦的狭义相对论。 发明电脑显示器的工程师必须使显示器符合“相对论效应”，否则控制电子飞驰的磁铁就会在显示屏上产生模糊图像，使你无法工作，当然，精彩的电脑游戏也玩不起来了。,精准的激光 当你到超市购物，你手里的每一件商品条形码也得益于爱因斯坦的激光理论，只有激光才能准确读出条形码
15、中的编码。,数码相机 假期你和家人轻松郊游。当你打开数码相机，准备摄下家人温馨的笑容时，要先感谢爱因斯坦。从镜头飞进来的光子会把半导体里的电子挤走，这同样利用了宝贵的光电效应。,控制X射线的能量 你长了一个肿瘤，幸亏是良性的，但因长在胸腺上，手术后需要放射治疗。医生在为你实施放射治疗前，需要估计X射线可能对你细胞造成的伤害，根据就是爱因斯坦的E=mc2 （即能量=质量乘光速平方） 据此理论人们造出原子弹、氢弹的同时，也治好了你的胸腺瘤。,全球定位系统 万一你彩票中了大奖，得意忘形的你不幸成为寻人启事中主角，那也没有关系，你身上携带的GPS（全球定位系统）能帮助你与搜索人员取得联系。,为什么爱因
16、斯坦能有这么伟大的成就？他是天才吗？,材料（一） 我没有什么特别的才能，不过喜欢寻根刨底地追问问题罢了。 智慧并不产生于学历，而是来自对于知识的终身不懈的追求。,材料（二） AXYZ，A是成功，X是努力工作，Y是懂得休息，E是少说废话 成功艰苦的劳动正确的方法少谈空话。 爱因斯坦,从以上材料中我们感受到爱因斯坦哪些科学精神？ 对我们有何启示？,1、勤奋好学、善于思考 2、热爱科学、脚踏实地 3、挑战权威、勇于创新 4、毫不动摇、追求真理,科学精神:,“只有献身于社会，才能找到那实际上是短暂而有风险的生命意义。” “我每天上百次提醒自己，我的精神生活和物质生活，却依靠着别人的劳动，我必须尽力以同样的分量来报偿我们领受了的和至今还在领受着的东西” “一个人价值，应该看他贡献什么，而不应当看他取得什么” “安逸和幸福，对我来说从来不是目的。我将这些伦理基础为猪倌的理想”,从以上材料中我们能感受到爱因斯坦有哪些崇高的人生
