第5课 20世纪的科学伟人爱因斯坦 学案 (1)

第5课20世纪的科学伟人爱因斯坦 学案 [课标要求]　了解爱因斯坦的成长历程及主要科学成就，认识他在社会发展中的作用。 一、提出狭义相对论 1．成长历程 (1)出身：1879年，出生于德国南部小城乌尔姆的一个犹太血统家庭。 (2)童年：善于思考，对自然界的现象总爱寻根问底。 (3)中学：被赶出校门，坚持自学。 (4)大学：进入瑞士苏黎世联邦工业大学师范系，主修数学和物理。迷上了物理学，为以后从事理论物理学研究打下了基础。 2．提出狭义相对论 (1)提出：1905年6月，发表了《论物体的电动力学》，标志着狭义相对论的提出。 (2)内容：相对性原理和光速不变原理。 (3)意义：改变了牛顿力学的时空观念，揭露了物质和能量的相当性，为原子能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。 [重点精讲] 狭义相对论的基本要点是什么？其意义是什么？ (1)要点：指出时间、空间与物质运动不是各自孤立存在的，时间和空间是随着物质的运动而变化的，物质的质量也是随运动速度的变化而变化的。 (2)意义：该理论揭示了空间、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。 [深度点拨] 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： 二、推动量子力学的发展 1．广义相对论 (1)标志：1916年发表论文《广义相对论的基础》。 (2)内容 ①等效原理，即在一个加速运动的系统里，物体会自动改变运动状态，而改变这种运动状态的力，就是惯性力。 ②广义相对性，即在加速运动系统里的惯性力，可以运用到时空中的各种物体运动上。 (3)意义：改变了人们对宇宙的认识，在广义相对论的指引下，天体和宇宙演化的观测研究及理论探讨前所未有地蓬勃开展起来。 2．推动量子力学发展 (1)1905年提出光量子假说，解决经典物理学无法解释的光电效应问题。 (2)1921年因光电效应研究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．其他成就 在宇宙学、统一场论等领域取得重大研究成果。 [易混易错] 爱因斯坦的相对论是现代物理学的标志，而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。 深化探究 材料　在20世纪，我们极其幸运地目睹了我们世界的物理图像的两次重大革命。第一次革命推翻了我们的空间和时间观，把两者结合为我们现在称之为时空的东西，人们发现这种时空以一种微妙的方式弯曲着，从而引起人们早就熟悉的、无处不在而又神秘的引力现象。第二次革命完全改变了我们理解物质和辐射本性的方式，给了我们一种实在的图像……———《爱因斯坦创造了什么样的人类奇迹》 思考　结合爱因斯坦的科学成就及影响，阅读上述材料回答： (1)材料中被推翻的“我们的空间和时间观”是指什么？ (2)“我们现在称之为时空的东西”是指什么？ (3)概括爱因斯坦的科学成就对现代科技的影响。 答案　(1)以牛顿经典力学为基础建立起来的静止的、绝对的时空观。 (2)以相对论为基础建立起来的时空观。 (3)狭义相对论为原子能的利用奠定了理论基础；广义相对论推动了天体和宇宙演化的观测研究，奠定了宇宙航行等科学的理论基础。 三、为人类和平进步而斗争 1．捍卫和平 (1)一战时：在仅有四人参加的反战宣言上签字。 (2)一战后：致力于恢复各国人民的相互谅解，并为此到法、英、荷等国奔走。 (3)30年代：开始呼吁各国人民为和平而斗争。 (4)二战中：为美国用原子弹轰炸日本城市终生遗憾。 (5)二战后：致力于防止核战争，亲自领导组织 ... ...