6.5 20世纪的科学伟人爱因斯坦 课件（人教版选修4）

课件32张PPT。第5课 20世纪的科学伟人爱因斯坦一、提出狭义相对论
1.成长经历：
（1）出生：1879年出生在德国一个_______家庭。
（2）中学：爱因斯坦的_________使他成了不受老师欢迎的
学生。
（3）大学：迷上了_______，打下了从事理论物理学研究的
基础。犹太人探究精神物理学2.狭义相对论：
（1）提出：1905年6月,发表论文《_________________》,
标志着狭义相对论的提出。
（2）基本原理：
①_______：物体的运动和力的作用是相对的，而且电磁波
的运动也是相对的。
②_____________：光在真空中的传播速度，是一个不变的
常数——每秒30万公里。论物体的电动力学相对性光速不变原理(3)意义：改变了_________的时空观念，揭露了物质和能量
的相当性，为_______的利用奠定了理论基础，是近代物理
学领域的一次伟大革命。牛顿力学原子能【合作探究】
1.爱因斯坦相对论的创立是不是意味着对牛顿力学的完全否定？二者是什么关系？
提示：（1）不是。二者的适用范围不同：牛顿经典力学：宏观物体、低速运动 ；爱因斯坦相对论：微观物体、高速运动。（2）相对论揭示了空间、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。相对论是对经典力学的继承和发展，经典力学理论是相对论的一个特例。二、推动量子力学的发展
1.提出广义相对论
(1)提出：1916年,爱因斯坦发表《_________________》。
(2)基本原理：
①等效原理：在一个加速运动的系统里，物体会自动改变运
动_____，而改变这种运动状态的力，就是_______。
②广义相对性：在加速运动系统里的_______，可以运用到
时空中的各种物体运动上。并由此提出在引力中传播的光
线，也要发生_____。广义相对论的基础状态惯性力惯性力弯曲（3）意义：改变了人们对宇宙的认识，推动了天体和宇宙演化的观测研究及理论探讨。2.光辐射学研究：
（1）1905年,爱因斯坦提出了光量子假说，解决经典物理学
无法解释的光电效应问题。
(2)1921年,爱因斯坦因_____________而获得诺贝尔物理学
奖,他的研究推动了量子力学的发展。
3.其他方面的研究：
（1）研究领域：宇宙学、统一场论等方面。
（2）意义：对传统物理学是一次伟大的革命，也是人类自
然科学史上的一次革命。光电效应研究【合作探究】
2.爱因斯坦是如何推动量子力学发展的？
提示：（1）爱因斯坦把量子论推向前进，利用量子概念分析辐射的传播和吸收，提出光量子概念，完满地解释了经典物理学无法解释的光电效应问题，从而动摇了光的波动论的正统地位。
（2）光量子概念的提出，在人类认识自然界的历史上第一次揭示了光同时具有波动性和粒子性，为量子力学的建立开辟了道路。三、为人类和平进步而斗争
1.一战爆发：爱因斯坦在一份仅有4人参加的_________上签
字。
2.一战后：积极致力于恢复各国人民的_________而奔走呼
号。
3.30年代：反对法西斯，呼吁各国人民_____________，遭
到纳粹分子的追捕和迫害。
4.二战期间：上书罗斯福，建议抢在德国之前___________，
是美国原子弹研究的发起人之一。反战宣言相互谅解为和平而斗争研制原子弹5.二战后：致力于防止核战争，领导组织“原子科学家非常委员会”，倡议各国科学家用自己的言行来维护世界和平。
【合作探究】
3.爱因斯坦为什么被视为20世纪最伟大的科学家？
提示：（1）科学事业上的巨大贡献：相对论、光电效应理论、宇宙学、统一场论等；（2）为人类和平进步而斗争，具有强烈的社会责任感、政治正义感和高尚的人格品质。 人只有献身于社会，才能找出那短暂而有风险的生命的意义。一个人对社会的价值首先取决于他的感情、思想和行动对增进人类利益有多大作用。这是爱因斯坦的两句名言，对爱因斯坦来说，生命的意义是什么？
提示：生命的意义在于设身处地替别人着想，忧他人之忧，乐他人之乐。酷爱正义，并竭尽全力为改善人类境况而奋斗。 一、爱因斯坦对人类科学发展的主要贡献相
对
论狭义
相对
论一是相对性；
二是光速不变
原理改变牛顿力学绝对的时空观，
揭露物质和能量相当性，为原
子能的利用奠定了理论基础广义
相对
论一是等效原理；
二是广义相对
性原理改变人们对宇宙的认识，在其
指引下，天体和宇宙演化的观
测研究开展起来光电效应
研究1905年提出光
量子假说推动了量子力学的发展，1921
年获得诺贝尔物理学奖其他领域宇宙学、统一
场论等对传统物理学是一次伟大革命，
也是人类自然科学史上的一次
革命【名师指津】爱因斯坦不仅为人类科学发展做出了巨大贡献，还为人类和平进步而斗争：(1)签署反战宣言。(2)反对法西斯。(3)反对核战争，倡议各国科学家用自己的言行维护世界和平。 二、牛顿力学体系与相对论的关系
1.牛顿力学体系概括了物体机械运动的基本定律，这些定律有一个不容忽视的前提，即物体运动是在低速情况下，这些定律才适用。
2.20世纪初，爱因斯坦提出相对论，否定了牛顿的绝对时空观，指出了时间和空间的辩证关系，即时间和空间不是绝对不变的，而是随着物质的运动而变化的，并提出质能转化原理，奠定了开发利用原子能的理论基础，加深了人们对物质和运动的认识，在哲学和科学上都具有重大意义。 3.相对论发展了牛顿力学，牛顿力学是相对论力学在低速状态下的一个特例。牛顿力学是整个力学的基础，牛顿所创造的概念，至今仍指导着我们的物理学思想。【名师指津】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： 三、现代物理学的两大支柱——量子论和相对论
1.量子论的形成标志着人类对客观规律的认识，开始从宏观世界深入到微观世界。同时在量子论基础上发展起来的量子力学，极大地促进了原子物理、固体物理和原子核物理等科学的发展。
2.量子论与相对论一起，构成了现代物理学的两大支柱。经典物理学所适用的主要是我们日常生活中的物理现象。 3.相对论的提出否定了经典力学的绝对时空观，从本质上修正了由狭隘经验建立起来的时空观，深刻揭示了时间和空间的本质属性，推动物理学发展到一个新的高度。
总之，量子论和相对论弥补了经典物理学的缺陷，掀起了物理学的革命，构成了现代物理学的基本理论框架。【名师指津】爱因斯坦的相对论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。 爱因斯坦的科学成就及影响
阅读下列材料，回答后面相关问题：
材料一 “我并不认为自己是释放原子弹之父。我是以一种很间接的方式参与其中的。事实上，我没有预见到原子能会在我这个时代释放出来。我只是在理论上认为它是可能的。” “由于我不能预知原子能在今后的益处，我只好说目前它是个威胁。但也许这样也好。它可迫使人类在国际事务中采用秩序，倘若没有这种恐惧的压力，这种秩序不会出现。”
——爱因斯坦
材料二 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。……未曾料到战后核军备竞赛竟将世界推向毁灭的边缘。材料三 罗素与爱因斯坦几乎是同一时代的人，政治观点比较接近，当爱因斯坦为核时代的人类安全呼吁时，他对原子能的利用前景进行了预测：“迄今为止，人们主要注意的是它在战争中的重要作用，而忽视它可能产生的和平作用，应当说是一个重大错误。原子能在不久的将来可以为我们提供新的能源，尤其是在陆地、海上和空中运输的能源。它在医疗方面的广泛作用已经得到了证明，并且，它今后治愈的病人数目将很快赶上它能杀死的人的数目。”(1)材料一中爱因斯坦承认自己是原子弹之父吗？为什么？如何认识爱因斯坦与原子弹的关系？
(2)材料二中爱因斯坦建议造原子弹和战后反对核军备竞赛的共同目的是什么？结合所学知识举例说明。
(3)综合材料信息并结合所学知识，分析爱因斯坦在原子能方面成就的社会影响。【解题分析】本题考查学生分析评价问题的能力。第（1）题，抓住关键信息“并不认为自己是……”即可得出答案，同时指出爱因斯坦的相对论理论是原子弹研制的理论基础，但他本人并未直接参与研制。第（2）题，结合材料内容回答第一问，关键信息有“止战救世、保卫和平”，第二问结合所学回答。第（3）题，回答爱因斯坦相对论理论的社会影响，从和平利用核能造福人类与核战争威胁两个方面回答。答案：(1)不承认。因为没有预见到原子弹在他那个时代释放出来成为现实，原子弹是经历了其他科学家的努力和美国政府的支持而最终产生的，爱因斯坦本人并未直接参与。
关系：爱因斯坦只不过为原子弹的研制提供了理论基础，首先建议造原子弹是出于止战救世之社会责任心，但他本人并未参与其中。
(2)保卫和平、止战救世之社会责任心。致力于防止核战争，领导组织“原子科学家非常委员会”，出版《原子科学家公报》等。 (3)①积极方面：迫使人类在国际事务中采用秩序，不敢发动世界大战；原子能的多种和平应用，提供新的能源，在医疗方面的广泛应用等。
②消极方面：原子弹给人类生存造成威胁，战后核军备竞赛将世界推向毁灭的边缘，威胁了世界的和平与安全。