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课件网) 历史人教版 选修4 提出狭义相对论 1879年,爱因斯坦出生于德国南部小城乌尔姆的一个犹太血统家庭中。儿时的他很少讲话,却十分善于思考,对自然界的许多现象,总要寻根究底地问一问原因。 [历史纵横] 罗盘针的故事是常常被人们提起的一件趣事。爱因斯坦5岁时,有一次,父亲给他拿来一只罗盘针玩。他发现,无论盘子怎样转,其中的那根小红针总是指向北方,这是为什么?他的叔叔雅各布为他做了解答。但爱因斯坦又提出了新的问题:什么是磁力?磁力是怎样吸引罗盘针的?这些问题让他辗转反侧。50年后,当爱因斯坦已成为著名科学家时,他还在自传中提到那只对他的一生影响深远的罗盘针。 上学后,爱因斯坦的探究精神使他成了不受老师欢迎的学生。在学校,爱因斯坦提出的问题常常让老师难以回答,因此有老师指责他想入非非,中学还没毕业他就被赶出校门。即使这样,爱因斯坦依然坚持自学。后来,由于他的数学、物理成绩优秀,在补习了其他学科的知识后,得以进入瑞士苏黎世联邦工业大学师范系,主修数学和物理。 在大学里,爱因斯坦利用一切时间学习各种知识,渐渐地他迷上了物理学,开始如饥似渴地攻读物理大师们的著作。大学的学习为他打下了从事理论物理学研究的基础。 1905年6月,在德国莱比锡出版的《物理学纪事》杂志上,发表了同一作者的三篇论文,其中《论动体的电动力学》是有关相对论的第一篇论文,这篇论文的发表,标志着狭义相对论的提出。三篇论文的作者正是阿尔伯特?爱因斯坦。 当时的爱因斯坦已经大学毕业,在伯尔尼专利局工作。他几乎将全部业余时间都投入到物理学的研究上。在研究过程中,爱因斯坦发现,牛顿的时空观是静止的、绝对的。在牛顿看来,空间、时间、物体和物体运动四者没有什么内在联系,而实际上四者是统一的,在运动中一切都会发生变化。爱因斯坦的研究揭开了原子论的秘密,也构成了他的狭义相对论的主要内容。 狭义相对论有两条基本原理:一是相对性,爱因斯坦通过光学实验证明,在自然界,不仅物体的运动和力的作用是相对的,而且比普通物体运动速度更快的电磁波的运动也是相对的;二是光速不变原理,爱因斯坦认为,光在真空中的传播速度,是一个不变的常数———每秒30万千米,它和光源的运动速度以及观察者本人的运动速度都无关。 狭义相对论的创立,改变了牛顿力学的时空观念,揭示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。 [学思之窗] 相对论这个词是由法国数学家彭加勒最早提出的。按照他的相对论原则,不论是对于一个不移动的,还是对于以均速运动的观察者来说,物理现象的定律应该是相同的。而荷兰物理学家洛伦兹在当时也提出空间时间坐标变换公式,即洛伦兹转换。他们都对牛顿绝对静止的时空观提出了疑问,走到了新理论的边缘。但由于他们对传统物理学的迷信,在提出疑问后便止步不前。爱因斯坦则冲破传统束缚,提出了新理论。爱因斯坦的科学创新体现了哪种精神? 答案提示:坚持解放思想,实事求是,勇于面对新情况新问题,反复研究。反复实践,不断前进:热爱科学,崇尚真理,重视科学决策,一切按规律办事;勤于学习,勤于思考,努力用科学理论、科学知识以及人类所创造的- -切优秀文明成果武装头脑;勇攀高峰,甘于奉献,为人类贡献-一切智慧和力量。 [历史纵横] 根据爱因斯坦的相对论,可以对以下现象得出结论: 1.尺缩钟慢:物体高速运动时,运动物体上的尺子变短了,时钟变慢了。这种现象是时间和空间随物质运动而变化的结果。 2.物体的质量会随着:运动速度的加快而增加。 3. 质能相当:一切质量都有能量,一切能量都有质量,质量和能量可以互相转化。这一理论是狭义相对论最出 ... ...