高中歷史 第20課 20世紀科學巨匠愛因斯坦課件 岳麓版選修4

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1、提示：提示：相對于牛頓的經(jīng)典物理學相對于牛頓的經(jīng)典物理學( (力學力學) )而言的而言的; ;量子論和相對論是現(xiàn)代物理學的兩大支柱量子論和相對論是現(xiàn)代物理學的兩大支柱; ;兩大理論的提出者分別是德國理論物理學家普兩大理論的提出者分別是德國理論物理學家普朗克和美籍德國科學家愛因斯坦朗克和美籍德國科學家愛因斯坦愛因斯坦和量子理論的創(chuàng)始人普朗克愛因斯坦和量子理論的創(chuàng)始人普朗克 現(xiàn)代物理學的現(xiàn)代物理學的兩大代表人物兩大代表人物第20課20世紀科學巨匠愛因斯坦課標要求課標要求: :杰出的科學家杰出的科學家(2)(2)了解牛頓、愛因斯坦等人成長歷程及主要科了解牛頓、愛因斯坦等人成長歷程及主要科學成就，認識

2、他們在社會發(fā)展中的作用。學成就，認識他們在社會發(fā)展中的作用。 一、愛因斯坦的青少年時代一、愛因斯坦的青少年時代1 1、18791879年出生于德國的一年出生于德國的一個猶太人家庭，從小對幾何個猶太人家庭，從小對幾何學興趣濃厚學興趣濃厚2 2、中學時代：表現(xiàn)平平、中學時代：表現(xiàn)平平3 3、大學時代：廣泛閱讀，、大學時代：廣泛閱讀，培養(yǎng)了自學和獨立思考的能培養(yǎng)了自學和獨立思考的能力，對物理學興趣與日俱增力，對物理學興趣與日俱增4 4、大學畢業(yè)：成為瑞士伯、大學畢業(yè)：成為瑞士伯爾尼專利局的一名技術員爾尼專利局的一名技術員5 5、劃時代事件：利用業(yè)余、劃時代事件：利用業(yè)余時間研究物理學，獲得革命時間研

3、究物理學，獲得革命性突破性突破青年時期的愛因斯坦青年時期的愛因斯坦 2005 2005年是愛因斯坦逝世年是愛因斯坦逝世5050周年，同時也是他提出狹義周年，同時也是他提出狹義相對論相對論100100周年。周年。100100年前，年僅年前，年僅2626歲的毛頭小伙愛因斯坦，歲的毛頭小伙愛因斯坦，以他卓越的思考力、非凡的洞察力，提出了狹義相對論，以他卓越的思考力、非凡的洞察力，提出了狹義相對論，傳統(tǒng)經(jīng)典物理學由此徹底改變。這一種顛覆是多么激動人傳統(tǒng)經(jīng)典物理學由此徹底改變。這一種顛覆是多么激動人心，心，為紀念相對論誕生為紀念相對論誕生100100周年暨愛因斯坦逝世周年暨愛因斯坦逝世5050周年，周年

4、，聯(lián)合國大會將聯(lián)合國大會將20052005年確定為年確定為“國際物理年國際物理年”，這是聯(lián)合國，這是聯(lián)合國首次為一個學科確定的全球規(guī)模的紀念活動。首次為一個學科確定的全球規(guī)模的紀念活動。愛因斯坦，愛因斯坦，這位在許多國度千年人物這位在許多國度千年人物(1001(100120002000年年) )評選中都居榜首評選中都居榜首的俊杰，絕不僅僅是因為在物理學上的成就。他既是偉大的俊杰，絕不僅僅是因為在物理學上的成就。他既是偉大的科學家、現(xiàn)代物理學的開創(chuàng)者和奠基人，更是杰出的思的科學家、現(xiàn)代物理學的開創(chuàng)者和奠基人，更是杰出的思想家，他是一幅視野開闊的思想寬銀幕。想家，他是一幅視野開闊的思想寬銀幕。 1

5、879 1879年年3 3月月1414日出生在德國小城烏爾姆，他的父母都是猶太人。日出生在德國小城烏爾姆，他的父母都是猶太人。愛因斯坦有一個幸福的童年，他的父親是位平靜、溫順的好心人，愛因斯坦有一個幸福的童年，他的父親是位平靜、溫順的好心人，愛好文學和數(shù)學。他的母親個性較強，喜愛音樂，并影響了愛因斯愛好文學和數(shù)學。他的母親個性較強，喜愛音樂，并影響了愛因斯坦，愛因斯坦從六歲起學小提琴，從此小提琴成為他的終生伴侶。坦，愛因斯坦從六歲起學小提琴，從此小提琴成為他的終生伴侶。愛因斯坦的父母對他有著良好的影響和家庭教育，家中彌漫著自由愛因斯坦的父母對他有著良好的影響和家庭教育，家中彌漫著自由的精神和祥

6、和的氣氛。的精神和祥和的氣氛。 和牛頓一樣，愛因斯坦年幼時也未顯出智力超群，相反，到了和牛頓一樣，愛因斯坦年幼時也未顯出智力超群，相反，到了四歲多還不會說話，家里人甚至擔心他是個低能兒。六歲時他進入四歲多還不會說話，家里人甚至擔心他是個低能兒。六歲時他進入了國民學校，是一個十分沉靜的孩子，喜歡玩一些需要耐心和堅韌了國民學校，是一個十分沉靜的孩子，喜歡玩一些需要耐心和堅韌的游戲，例如用紙片搭房子。的游戲，例如用紙片搭房子。18881888年進入了中學后，學業(yè)也不突出，年進入了中學后，學業(yè)也不突出，除了數(shù)學很好以外，其他功課都不怎么樣，尤其是拉丁文和希臘文，除了數(shù)學很好以外，其他功課都不怎么樣，尤

7、其是拉丁文和希臘文，他對古典語言毫無興趣。他對古典語言毫無興趣。 就是這樣一位光彩奪目的人物，在整個中就是這樣一位光彩奪目的人物，在整個中小學時代卻常常被斥為小學時代卻常常被斥為“生性孤僻、智力遲生性孤僻、智力遲鈍鈍”，“不守紀律、心不在焉、想入非非不守紀律、心不在焉、想入非非”。中學畢業(yè)前夕，校方甚至斷言他未來將中學畢業(yè)前夕，校方甚至斷言他未來將“一事一事無成無成”，勒令他退了學。，勒令他退了學。1616歲那年，他以同等歲那年，他以同等學歷報考大學，盡管物理數(shù)學成績很好，但由學歷報考大學，盡管物理數(shù)學成績很好，但由于需要死記硬背的科目考砸了鍋，只得名落孫于需要死記硬背的科目考砸了鍋，只得名落

8、孫山。第二年進入大學后，他仍然不愿意強迫自山。第二年進入大學后，他仍然不愿意強迫自己去適應那種被動的、刻板的、純粹按部就班己去適應那種被動的、刻板的、純粹按部就班的學習生活，他擅自的學習生活，他擅自“刷掉了刷掉了”很多課程，只很多課程，只以以“極大的興趣極大的興趣”去聽某些課和在家里自學。去聽某些課和在家里自學。 在四年大學生活中，他仍然不是在四年大學生活中，他仍然不是“好學生好學生”：曾：曾被數(shù)學教授稱為被數(shù)學教授稱為“懶狗懶狗”，曾因做實驗出事故受到處，曾因做實驗出事故受到處分，還曾被物理教授認為不適宜學物理而應當改行。分，還曾被物理教授認為不適宜學物理而應當改行。大學畢業(yè)時幾位同窗好友都

9、留校當了助教，他卻因得大學畢業(yè)時幾位同窗好友都留校當了助教，他卻因得不到教授們的賞識而遭到了不到教授們的賞識而遭到了“畢業(yè)即失業(yè)畢業(yè)即失業(yè)”的命運。的命運。這種種親身經(jīng)歷，使愛因斯坦對教育的總體印象一直這種種親身經(jīng)歷，使愛因斯坦對教育的總體印象一直不佳。正因為如此，成名后的愛因斯坦通過自身的體不佳。正因為如此，成名后的愛因斯坦通過自身的體驗和長期的觀察，形成了一種與眾不同的教育觀點。驗和長期的觀察，形成了一種與眾不同的教育觀點。 “ “知識是死的，而學校卻要為活人服務。知識是死的，而學校卻要為活人服務?！边@是這是愛因斯坦對于學校教育的基本看法。他反對把學校僅愛因斯坦對于學校教育的基本看法。他反

10、對把學校僅僅看做是傳授知識的工具，更反對把學生僅看做是傳授知識的工具，更反對把學生“當作死的當作死的工具來對待工具來對待”。他認為：。他認為：“學校的目的始終應當是：學校的目的始終應當是：青年人在離開學校時，是作為一個和諧的人，而不是青年人在離開學校時，是作為一個和諧的人，而不是作為一個專家。作為一個專家?！?而所謂而所謂“和諧的人和諧的人”，按照他的思路，就是既富有個，按照他的思路，就是既富有個性又有益于社會的人。愛因斯坦的上述基本教育思想，與性又有益于社會的人。愛因斯坦的上述基本教育思想，與我們所主張的尊重學生主體性、促進學生健康成長的素質我們所主張的尊重學生主體性、促進學生健康成長的素質

11、教育思想是完全一致的。教育思想是完全一致的。19051905年，年，2626歲的愛因斯坦尚未知歲的愛因斯坦尚未知名，小人物寫出了大文章。愛因斯坦如果生長在當今中國，名，小人物寫出了大文章。愛因斯坦如果生長在當今中國，他的文章能否被認可，受重視，是值得懷疑的。他的文章能否被認可，受重視，是值得懷疑的。我甚至懷我甚至懷疑剛三十歲出頭的楊振寧先生，當年若不在普林斯頓大學，疑剛三十歲出頭的楊振寧先生，當年若不在普林斯頓大學，而在中關村原子能所就職，能否脫穎而出、名滿天下，該而在中關村原子能所就職，能否脫穎而出、名滿天下，該打個大問號！打個大問號！年僅年僅2626歲的歲的愛因斯坦愛因斯坦，而且是一個瑞士

12、專利，而且是一個瑞士專利局的職員，在大學里老師都不大看得起他，不愿意把他留局的職員，在大學里老師都不大看得起他，不愿意把他留下來做助教，他幾次去請求，人家也不要他，他甚至于有下來做助教，他幾次去請求，人家也不要他，他甚至于有幾次幾乎要失業(yè)了，幾次在中學里面求職，最后在專利局幾次幾乎要失業(yè)了，幾次在中學里面求職，最后在專利局里面找到一個職位，他每個星期要在專利局工作大概里面找到一個職位，他每個星期要在專利局工作大概4040多多個小時。但盡管如此，這一年是他最輝煌的時期，因為他個小時。但盡管如此，這一年是他最輝煌的時期，因為他做出了二十世紀物理學史上最輝煌的幾項貢獻做出了二十世紀物理學史上最輝煌的

13、幾項貢獻 。 一、愛因斯坦的青少年時代一、愛因斯坦的青少年時代二、愛因斯坦的科學成就二、愛因斯坦的科學成就1 1、提出相對論、提出相對論19051905年提出勻速運動體系的狹義相對論；年提出勻速運動體系的狹義相對論；19161916年提出加速運動體系的廣義相對論。年提出加速運動體系的廣義相對論。主要內容主要內容( (兩個基本原理兩個基本原理) ) 相對性原理和光速不變原理（必修相對性原理和光速不變原理（必修3 3）2 2、光的量子論（獲得諾貝爾獎）、光的量子論（獲得諾貝爾獎）3 3、提出了著名的質能關系式：、提出了著名的質能關系式：E=mcE=mc2 2，質能關系式對，質能關系式對后來發(fā)展的原

14、子能事業(yè)起到了指導作用（后來發(fā)展的原子能事業(yè)起到了指導作用（P97P97） 愛因斯坦在時空觀的徹底變革的基礎上建立了愛因斯坦在時空觀的徹底變革的基礎上建立了相相對論力學對論力學，指出質量隨著速度的增加而增加，當速度，指出質量隨著速度的增加而增加，當速度接近光速時，質量趨于無窮大。接近光速時，質量趨于無窮大。愛因斯坦與相對論愛因斯坦與相對論 關于光的性質，還有很多謎，直到現(xiàn)在也無法用關于光的性質，還有很多謎，直到現(xiàn)在也無法用科學解釋。光是怎樣產生的？在空間如何傳播？光是科學解釋。光是怎樣產生的？在空間如何傳播？光是什么，是物質、振動、還是純能？顏色是否為光必不什么，是物質、振動、還是純能？顏色是

15、否為光必不可少？對于這許許多多的問題，科學已經(jīng)作出了部分可少？對于這許許多多的問題，科學已經(jīng)作出了部分解釋，但歸根結底，這些問題尚未解答。不過，解釋，但歸根結底，這些問題尚未解答。不過，2020世世紀初，在人們了解光、研究光的過程中，帶來了物理紀初，在人們了解光、研究光的過程中，帶來了物理學的兩場革命，這就是相對論和量子論。為建立這兩學的兩場革命，這就是相對論和量子論。為建立這兩個理論體系，許多科學家都作出了重要貢獻，他們都個理論體系，許多科學家都作出了重要貢獻，他們都是一些杰出的物理學大師，其中最為突出的是年輕的是一些杰出的物理學大師，其中最為突出的是年輕的愛因斯坦。他愛因斯坦。他對空間和時

16、間這樣一些基本概念作了本對空間和時間這樣一些基本概念作了本質上的變革質上的變革, ,提出了相對論學說。這一理論上的根本提出了相對論學說。這一理論上的根本性突破，開辟了物理學的新紀元。性突破，開辟了物理學的新紀元。 相對論相對論1 1）相對論內容：）相對論內容：兩個基本原理是相對性原理和光速不變原理。兩個基本原理是相對性原理和光速不變原理。 在相對性原理中，愛因斯坦認為時間、運動、在相對性原理中，愛因斯坦認為時間、運動、質量不是絕對的，而是相對的。較典型的現(xiàn)象是運質量不是絕對的，而是相對的。較典型的現(xiàn)象是運動的物體長度變短（尺縮效應）、運動的鐘比靜止動的物體長度變短（尺縮效應）、運動的鐘比靜止的

17、鐘走得慢（鐘慢效應）、運動的物體重量變大。的鐘走得慢（鐘慢效應）、運動的物體重量變大。 光速不變原理則認為光的傳播速度在任何條件光速不變原理則認為光的傳播速度在任何條件下都是不變的。下都是不變的。 2 2）意義：擴展了物理學的研究空間和應用領域（從）意義：擴展了物理學的研究空間和應用領域（從日常范圍到宏觀宇宙空間）；開闊了人們的思維。日常范圍到宏觀宇宙空間）；開闊了人們的思維。 1916 1916年，愛因斯坦完成了長篇論文年，愛因斯坦完成了長篇論文廣義相對論廣義相對論的基礎的基礎，在這篇文章中，愛因斯坦首先將以前適用，在這篇文章中，愛因斯坦首先將以前適用于慣性系的相對論稱為狹義相對論，并進一步

18、表述了于慣性系的相對論稱為狹義相對論，并進一步表述了廣義相對性原理：物理學的定律必須對于無論哪種方廣義相對性原理：物理學的定律必須對于無論哪種方式運動著的參照系都成立。愛因斯坦預言，遙遠的星式運動著的參照系都成立。愛因斯坦預言，遙遠的星光如果掠過太陽表面將會發(fā)生一點七秒的偏轉。光如果掠過太陽表面將會發(fā)生一點七秒的偏轉。19191919年，英國派出了兩支遠征隊分赴兩地觀察日全食，經(jīng)年，英國派出了兩支遠征隊分赴兩地觀察日全食，經(jīng)過認真的研究得出最后的結論是：星光在太陽附近的過認真的研究得出最后的結論是：星光在太陽附近的確發(fā)生了一點七秒的偏轉。英國皇家學會確認廣義相確發(fā)生了一點七秒的偏轉。英國皇家學

19、會確認廣義相對論的結論是正確的。會上，著名物理學家、皇家學對論的結論是正確的。會上，著名物理學家、皇家學會會長湯姆孫說：會會長湯姆孫說：“這是自從牛頓時代以來所取得的這是自從牛頓時代以來所取得的關于萬有引力理論的最重大的成果關于萬有引力理論的最重大的成果”，“愛因斯坦的愛因斯坦的相對論是人類思想最偉大的成果之一相對論是人類思想最偉大的成果之一”。 廣義相對論廣義相對論愛因斯坦指出物愛因斯坦指出物體使周圍空間、體使周圍空間、時間彎曲，在物時間彎曲，在物體具有很大的相體具有很大的相對質量（例如一對質量（例如一顆恒星）時，這顆恒星）時，這種彎曲可使從種彎曲可使從它旁邊經(jīng)過的任它旁邊經(jīng)過的任何其它事物

20、，即何其它事物，即使是光線，改變使是光線，改變路徑。路徑。 地球周圍引力場和時空結構地球周圍引力場和時空結構拖曳扭曲時的情景?？茖W家通過拖曳扭曲時的情景?？茖W家通過分析兩枚繞地球軌道的人造衛(wèi)星分析兩枚繞地球軌道的人造衛(wèi)星1111年的運行軌跡，發(fā)現(xiàn)由于地球年的運行軌跡，發(fā)現(xiàn)由于地球旋轉所造成的特異的空間結構，旋轉所造成的特異的空間結構，使這些衛(wèi)星大概每年出現(xiàn)大約使這些衛(wèi)星大概每年出現(xiàn)大約2 2米的軌道偏離的現(xiàn)象。米的軌道偏離的現(xiàn)象。宇宙中黑洞旋轉引起的時宇宙中黑洞旋轉引起的時空扭曲效應，以及黑洞物空扭曲效應，以及黑洞物質猛烈噴發(fā)的情景。質猛烈噴發(fā)的情景。量子論及其意義量子論及其意義 量子論最先由

21、德國物理學家普郎克于量子論最先由德國物理學家普郎克于19001900年提出。年提出。他認為，物質的輻射能不是連續(xù)的，而是以最小的、他認為，物質的輻射能不是連續(xù)的，而是以最小的、不可再分的能量單位即能量量子的整數(shù)倍跳躍式地變不可再分的能量單位即能量量子的整數(shù)倍跳躍式地變化的。化的。 隨后英國物理學家盧瑟福和丹麥物理學家玻爾把隨后英國物理學家盧瑟福和丹麥物理學家玻爾把量子論用于原子結構的研究，證實原子是由帶正電的量子論用于原子結構的研究，證實原子是由帶正電的原子核和帶負電的電子組成。電子在不同軌道上圍繞原子核和帶負電的電子組成。電子在不同軌道上圍繞著原子核運動，當電子從外層軌道跳到內層軌道時就著原

22、子核運動，當電子從外層軌道跳到內層軌道時就放出相應波長的電磁波。放出相應波長的電磁波。玻爾在此基礎上創(chuàng)立了原子玻爾在此基礎上創(chuàng)立了原子結構的理論。結構的理論。 愛因斯坦利用原子論成功地解釋了光電效應出現(xiàn)愛因斯坦利用原子論成功地解釋了光電效應出現(xiàn)的現(xiàn)象及光的本質，進一步推動了量子論的發(fā)展。的現(xiàn)象及光的本質，進一步推動了量子論的發(fā)展。 相對論貢獻長期不被人所重視，相對論貢獻長期不被人所重視，以至于沒有給他諾貝爾獎金，而光以至于沒有給他諾貝爾獎金，而光電效應是他第一次明確地指出光既電效應是他第一次明確地指出光既是波動又是粒子的性質，這個得到是波動又是粒子的性質，這個得到了諾貝爾獎金委員會的認可，所以

23、了諾貝爾獎金委員會的認可，所以愛因斯坦得到諾貝爾獎金是光電效愛因斯坦得到諾貝爾獎金是光電效應，其中沒有相對論。應，其中沒有相對論。 由于相對論的觀點與人們的日常經(jīng)驗不太由于相對論的觀點與人們的日常經(jīng)驗不太一致，甚至有著尖銳的沖突，相對論從一開始一致，甚至有著尖銳的沖突，相對論從一開始就受到包括一些科學家在內的很多人的反對。就受到包括一些科學家在內的很多人的反對。19211921年愛因斯坦獲得了諾貝爾獎，當時不少德年愛因斯坦獲得了諾貝爾獎，當時不少德國的諾貝爾獎獲得者威脅說，如果給相對論授國的諾貝爾獎獲得者威脅說，如果給相對論授獎，他們就要退回已獲得的獎章，結果評選委獎，他們就要退回已獲得的獎章

24、，結果評選委員會只好讓愛因斯坦作為光電效應理論的建立員會只好讓愛因斯坦作為光電效應理論的建立者得獎，者得獎，相對論始終沒有獲得諾貝爾獎。相對論始終沒有獲得諾貝爾獎。但相但相對論在物理學上卻非常合理且為實驗所證實。對論在物理學上卻非常合理且為實驗所證實。想一想想一想: :上述現(xiàn)象說明了什么問題上述現(xiàn)象說明了什么問題? ?給我們什么啟發(fā)給我們什么啟發(fā)? ?說明：象許多事物一樣，科學的發(fā)展道路也并說明：象許多事物一樣，科學的發(fā)展道路也并非一帆風順，往往會遇到很多阻力。非一帆風順，往往會遇到很多阻力。啟示：要敢于懷疑常識，勇于創(chuàng)新，因為即使啟示：要敢于懷疑常識，勇于創(chuàng)新，因為即使生活中習以為常、看起來

25、無懈可擊的規(guī)律也可生活中習以為常、看起來無懈可擊的規(guī)律也可能是不科學的。能是不科學的?？茖W科學( (物理學物理學) )的發(fā)展歷程的發(fā)展歷程源于古希臘亞里士多德源于古希臘亞里士多德的著作的著作物理學物理學 物理學物理學physicsphysics古希臘文明時代：古希臘文明時代： 1.1.亞里士多德亞里士多德2.2.歐幾里德歐幾里德: :幾何學幾何學; ; 托勒密托勒密: :地心說地心說 阿基米德阿基米德: :力學力學近代文藝復興時期：近代文藝復興時期：哥白尼哥白尼伽利略伽利略牛頓牛頓 伽利略的發(fā)現(xiàn)及他所應用的科學的伽利略的發(fā)現(xiàn)及他所應用的科學的推理方法是推理方法是“人類思想史上最偉大的成人類思想

26、史上最偉大的成就之一。它標志著物理學的真正開端就之一。它標志著物理學的真正開端” 愛因斯坦愛因斯坦伽利略伽利略成就：成就：宣傳宣傳“日心說日心說”望遠鏡望遠鏡 溫度計溫度計落體定律落體定律Galileo 15641642牛頓牛頓（Newton 1642Newton 164217271727）英國）英國自然哲學的數(shù)學原理自然哲學的數(shù)學原理 三大定律和萬有引力定律三大定律和萬有引力定律 “ “我之所以能比別人看得遠些，是因為我之所以能比別人看得遠些，是因為我站在巨人們的肩上。我站在巨人們的肩上?！?牛頓牛頓 1.171.17世紀，牛頓創(chuàng)立經(jīng)典力學。世紀，牛頓創(chuàng)立經(jīng)典力學。2.192.19世紀，經(jīng)典

27、物理學的隱患暴露。世紀，經(jīng)典物理學的隱患暴露。 當?shù)聡奈锢韺W家當?shù)聡奈锢韺W家普朗克普朗克年輕時向他的老師求教，年輕時向他的老師求教，是選擇音樂還是物理學作為自己終身的職業(yè)時，得到的答是選擇音樂還是物理學作為自己終身的職業(yè)時，得到的答復是：復是：“物理學基本是一門已經(jīng)完成了的科學，因此，對物理學基本是一門已經(jīng)完成了的科學，因此，對于物理學的研究實際上是不會有多大成果的。于物理學的研究實際上是不會有多大成果的?！?當時許多物理學家認為：物理學的大廈已經(jīng)落成，人當時許多物理學家認為：物理學的大廈已經(jīng)落成，人類對自然界的認識已經(jīng)到了盡頭。類對自然界的認識已經(jīng)到了盡頭。十九世紀末十九世紀末

28、物理學的新突破物理學的新突破三大發(fā)現(xiàn)三大發(fā)現(xiàn) 1.X1.X光光 1895 1895 倫琴倫琴.(.(陰極射線陰極射線) )2.2.電子電子 1898 1898 湯姆遜湯姆遜(x(x射線的荷質比射線的荷質比) )3.3.放射性放射性 1896 1896 貝克勒爾：鈾貝克勒爾：鈾( (深究深究x x光光) ) 1898 1898 居里夫人：鐳居里夫人：鐳 經(jīng)典物理學的危機經(jīng)典物理學的危機1717至至1818世紀經(jīng)典物理學已經(jīng)世紀經(jīng)典物理學已經(jīng)發(fā)展到了完整、系統(tǒng)和成熟發(fā)展到了完整、系統(tǒng)和成熟階段階段 ，一些科學家還根據(jù)，一些科學家還根據(jù)萬有引力定律計算出了海王萬有引力定律計算出了海王星和冥王星的位置

29、，證明了星和冥王星的位置，證明了經(jīng)典物理學的準確性、科學經(jīng)典物理學的準確性、科學性和可預見性。但是，經(jīng)典性和可預見性。但是，經(jīng)典物理學是以日常生活中常見物理學是以日常生活中常見的低速運動的物質為研究對的低速運動的物質為研究對象的，一旦進入光速運動時，象的，一旦進入光速運動時，經(jīng)典物理學的某些結論就變經(jīng)典物理學的某些結論就變得不準確。得不準確。 這種狀況隨著這種狀況隨著2020世紀以來科世紀以來科學研究的不斷深入而日益顯現(xiàn)，學研究的不斷深入而日益顯現(xiàn)，如神秘的如神秘的“以太以太”一直不能被證一直不能被證明是存在的、高速運動的微觀粒明是存在的、高速運動的微觀粒子發(fā)生的現(xiàn)象非經(jīng)典力學所能解子發(fā)生的現(xiàn)

30、象非經(jīng)典力學所能解釋等。物理學只有來一番徹底的釋等。物理學只有來一番徹底的革命，才能適應科學研究的新形革命，才能適應科學研究的新形勢。在這種背景下，相對論與量勢。在這種背景下，相對論與量子論應運而生。子論應運而生。100100年物理重大發(fā)現(xiàn)和發(fā)明年物理重大發(fā)現(xiàn)和發(fā)明1895 1895 發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn) X X 射線射線 ( ( 倫琴倫琴 ) ) 1896 1896 發(fā)現(xiàn)放射性發(fā)現(xiàn)放射性 ( ( 貝克勒爾貝克勒爾 ) ) 1897 1897 發(fā)現(xiàn)電子發(fā)現(xiàn)電子 (J (J J J 湯姆遜湯姆遜 ) ) 1898 1898 提煉出釙和鐳提煉出釙和鐳 ( ( 居里夫人居里夫人 ) ) 1900 1900 量子

31、論誕生量子論誕生 ( ( 普朗克普朗克 ) ) 1901 1901 發(fā)明無線電報發(fā)明無線電報 ( ( 馬可尼馬可尼 ) ) 1905 1905 建立狹義相對論建立狹義相對論, , 光的量子論光的量子論 ( ( 愛因斯坦愛因斯坦 ) ) 1911 1911 發(fā)現(xiàn)原子核發(fā)現(xiàn)原子核 ( ( 盧瑟福盧瑟福 ) ) 發(fā)現(xiàn)超導發(fā)現(xiàn)超導 ( ( 昂內斯昂內斯 ) ) 1913 1913 建立原子模型建立原子模型 ( ( 玻爾玻爾 ) ) 1915 1915 建立廣義相對論建立廣義相對論 ( ( 愛因斯坦愛因斯坦 ) ) 1925-1926 1925-1926 建立量子力學建立量子力學 ( ( 海森伯，薛定諤

32、海森伯，薛定諤 ) ) 1932 1932 發(fā)現(xiàn)中子（查特威克）發(fā)現(xiàn)中子（查特威克） 1939 1939 發(fā)現(xiàn)裂變發(fā)現(xiàn)裂變 （哈恩，斯特拉斯曼）（哈恩，斯特拉斯曼） 1942 1942 第一個核反應堆建成第一個核反應堆建成 ( ( 費米費米 ) ) 1945 1945 原子彈爆炸（奠本海默等原子彈爆炸（奠本海默等 ) ) ；，；， 1947 1947 發(fā)明晶體管發(fā)明晶體管 ( ( 肖克萊，巴丁，布萊頓）肖克萊，巴丁，布萊頓） 1947-1955 1947-1955 從電子管計算機到晶體管計算機從電子管計算機到晶體管計算機1957 1957 人造衛(wèi)星上天人造衛(wèi)星上天 ( ( 前蘇聯(lián)前蘇聯(lián) ) )

33、 1958-1960 1958-1960 發(fā)發(fā) 明激光（湯斯，肖洛，梅曼等明激光（湯斯，肖洛，梅曼等 ) ) 1961 1961 載人飛船上天（加加林載人飛船上天（加加林 ) ) 100100年物理重大發(fā)現(xiàn)和發(fā)明年物理重大發(fā)現(xiàn)和發(fā)明1969 1969 登上月球登上月球 ( ( 阿姆斯特朗等阿姆斯特朗等 ) ) 1970 1970 光纖通信逐步實用化光纖通信逐步實用化 1972-1978 1972-1978 研制成大規(guī)模集成電路計算機研制成大規(guī)模集成電路計算機 1978 1978 計算機大量普及計算機大量普及 1986 1986 發(fā)現(xiàn)高溫超導體（貝特諾茲等）發(fā)現(xiàn)高溫超導體（貝特諾茲等） 1001

34、00年物理重大發(fā)現(xiàn)和發(fā)明年物理重大發(fā)現(xiàn)和發(fā)明一、愛因斯坦的青少年時代一、愛因斯坦的青少年時代二、愛因斯坦的科學成就二、愛因斯坦的科學成就三、愛因斯坦的其它貢獻三、愛因斯坦的其它貢獻1 1、和平的堅定捍衛(wèi)者、和平的堅定捍衛(wèi)者一戰(zhàn)時一戰(zhàn)時: :發(fā)起成立反戰(zhàn)團體發(fā)起成立反戰(zhàn)團體“新祖國同盟新祖國同盟”二戰(zhàn)時二戰(zhàn)時: :建議羅斯福搶在納粹之前研制原子彈建議羅斯福搶在納粹之前研制原子彈 痛心原子彈爆炸引起的大量平民傷害痛心原子彈爆炸引起的大量平民傷害冷戰(zhàn)時冷戰(zhàn)時: :發(fā)表了反核戰(zhàn)的發(fā)表了反核戰(zhàn)的羅素羅素- -愛因斯坦宣言愛因斯坦宣言2 2、偉大的人格力量、偉大的人格力量平凡簡樸的生活作風平凡簡樸的生活作

35、風謙遜善良純樸的偉大人格謙遜善良純樸的偉大人格不崇拜偶像、漠視獎勵的做人準則不崇拜偶像、漠視獎勵的做人準則有高度社會責任感的愛因斯坦：有高度社會責任感的愛因斯坦： 19391939年年8 8月月2 2日，愛因斯坦出于對人類命運的極大關注，日，愛因斯坦出于對人類命運的極大關注，寫信給羅斯?？偨y(tǒng)，建議美國務必搶在法西斯德國之前制寫信給羅斯福總統(tǒng)，建議美國務必搶在法西斯德國之前制造出原子彈；后來，當原子彈真的從潘多拉魔盒里跳出來造出原子彈；后來，當原子彈真的從潘多拉魔盒里跳出來后，愛因斯坦陷入了巨大的后悔與痛苦之中，自認一生最后，愛因斯坦陷入了巨大的后悔與痛苦之中，自認一生最大錯誤就是建議研制原子彈

36、。他痛心地說，大錯誤就是建議研制原子彈。他痛心地說，“早知如此，早知如此，我寧可當個修表匠！我寧可當個修表匠！”愛因斯坦針對核武器問題的懊悔，愛因斯坦針對核武器問題的懊悔，代表了人類良知的高度，是人類良心發(fā)出的最強音。聽愛代表了人類良知的高度，是人類良心發(fā)出的最強音。聽愛因斯坦的自責之聲，我們明白了人類良知之寶貴！因斯坦的自責之聲，我們明白了人類良知之寶貴！愛因斯坦向電視觀愛因斯坦向電視觀眾介紹核武器對人眾介紹核武器對人類的巨大危害。類的巨大危害。拉小提琴的愛因拉小提琴的愛因斯坦斯坦(1941(1941年年) )在在2020世紀思想家世紀思想家的畫廊中，愛因的畫廊中，愛因斯坦就是公正、斯坦就是

37、公正、善良、真理的化善良、真理的化身。他的品格與身。他的品格與天地日月相輝映，天地日月相輝映，他的科學貢獻，他的科學貢獻，人類將萬世景仰。人類將萬世景仰。愛因斯坦在普林斯頓的住所愛因斯坦在普林斯頓的住所愛因斯坦和夫人愛因斯坦和夫人 愛因斯坦的愛因斯坦的逝世與葬禮：逝世與葬禮： 19551955年年4 4月月1818日日愛因斯坦病愛因斯坦病逝于普林斯頓。遵照他逝于普林斯頓。遵照他的遺囑，不發(fā)訃造，不舉行公開葬禮，不建墳墓，不的遺囑，不發(fā)訃造，不舉行公開葬禮，不建墳墓，不立紀念碑。火化時按照他的書面遺囑：免除所有花卉立紀念碑。火化時按照他的書面遺囑：免除所有花卉布置以及所有音樂典禮。骨灰撒在永遠對

38、人保密的地布置以及所有音樂典禮。骨灰撒在永遠對人保密的地方，為的是不使任何地方成為圣地。遺囑執(zhí)行者用歌方，為的是不使任何地方成為圣地。遺囑執(zhí)行者用歌德悼念席勒的詩結束了那樸素的葬禮：德悼念席勒的詩結束了那樸素的葬禮： 我們全都獲益不淺，我們全都獲益不淺， 全世界都感謝他的教誨；全世界都感謝他的教誨； 那專屬他個人的東西，那專屬他個人的東西， 早已傳遍廣大人群。早已傳遍廣大人群。 他像行將隕滅的彗星，他像行將隕滅的彗星， 光華四射，光華四射， 把無限的光芒同他的光芒永相連結。把無限的光芒同他的光芒永相連結。愛因斯坦宣誓加入愛因斯坦宣誓加入美國國籍美國國籍愛因斯坦的大腦有何不同愛因斯坦的大腦有何不

39、同? ? 愛因斯坦的主治醫(yī)生愛因斯坦的主治醫(yī)生托馬斯托馬斯哈維博士認為如此哈維博士認為如此偉大的大腦，應該進行研究，所以他便把愛因斯坦的偉大的大腦，應該進行研究，所以他便把愛因斯坦的大腦保留了下來。最新結論是：大腦保留了下來。最新結論是： 哈維曾首次接受美國哈維曾首次接受美國國家地理頻道國家地理頻道專訪，徹底專訪，徹底曝光整個事件的絕對內幕。如今曝光整個事件的絕對內幕。如今9191歲高齡的哈維稱，為歲高齡的哈維稱，為了方便研究，他竟將愛因斯坦大腦切成了了方便研究，他竟將愛因斯坦大腦切成了240240塊！塊！ 首先是愛因斯坦大腦左右半球的頂下葉區(qū)域異常發(fā)首先是愛因斯坦大腦左右半球的頂下葉區(qū)域異常

40、發(fā)達，比普通人的平均厚度多出一厘米，這造成愛因斯坦達，比普通人的平均厚度多出一厘米，這造成愛因斯坦大腦寬度超過普通人大腦寬度超過普通人 15% 15% 左右。左右。 愛因斯坦大腦的另一顯著特征是其缺少常人大腦中愛因斯坦大腦的另一顯著特征是其缺少常人大腦中的一種皺溝。這使神經(jīng)元彼此間更容易建立起聯(lián)系，因的一種皺溝。這使神經(jīng)元彼此間更容易建立起聯(lián)系，因而使思維更為活躍。而使思維更為活躍。 “相對論相對論”妙解：妙解： 有一次，群眾包圍了從德國移居美國的科學家愛因斯坦的有一次，群眾包圍了從德國移居美國的科學家愛因斯坦的住宅，要他用住宅，要他用“最簡單的話最簡單的話”解釋清楚他的解釋清楚他的“相對論相

41、對論”。當時，。當時，據(jù)說全世界只有幾個高明的科學家看得懂他關于據(jù)說全世界只有幾個高明的科學家看得懂他關于“相對論相對論”的的著作。著作。 愛因斯坦走出住宅，對大家說：愛因斯坦走出住宅，對大家說：“比方這么說比方這么說你同你最親的人坐在火爐邊，一個鐘頭過去了，你覺得好像只你同你最親的人坐在火爐邊，一個鐘頭過去了，你覺得好像只過了過了5 5分鐘！反過來，你一個人孤孤單單地坐在熱氣逼人的火分鐘！反過來，你一個人孤孤單單地坐在熱氣逼人的火爐邊，只過了爐邊，只過了5 5分鐘，但你卻像坐了一個小時。分鐘，但你卻像坐了一個小時。唔，這就是唔，這就是相對論！相對論！” 時間與永恒：時間與永恒： 有一次，一個

42、美國女記者走訪愛因斯坦，問道：有一次，一個美國女記者走訪愛因斯坦，問道：“依您看，依您看，時間和永恒有什么區(qū)別呢？時間和永恒有什么區(qū)別呢？” ” 愛因斯坦答道：愛因斯坦答道：“親愛的女親愛的女士，如果我有時間給您解釋它們之間的區(qū)別的話，那么，當你士，如果我有時間給您解釋它們之間的區(qū)別的話，那么，當你明白的時候，永恒就消失了！明白的時候，永恒就消失了！” ” 成功的秘訣成功的秘訣 一個愛說廢話而不愛用功的青年，整天一個愛說廢話而不愛用功的青年，整天纏著大科學家愛因斯坦，要他公開成功的秘纏著大科學家愛因斯坦，要他公開成功的秘訣。愛因斯坦厭煩了，便寫了一個公式給他：訣。愛因斯坦厭煩了，便寫了一個公式

43、給他：A Ax xy yz z 愛因斯坦解釋道：愛因斯坦解釋道：“A A代表代表成功，成功，x x代表艱苦的勞動，代表艱苦的勞動，y y代表正確的方代表正確的方法法z z代表什么？代表什么？”青年迫不及待地問。青年迫不及待地問。 “代表少說廢話。代表少說廢話?！睈垡蛩固拐f。愛因斯坦說。 1 1、愛因斯坦相對論的提出是物理學領域的一場重大革命，、愛因斯坦相對論的提出是物理學領域的一場重大革命，主要是因為主要是因為 否定了經(jīng)典力學的絕對時空觀否定了經(jīng)典力學的絕對時空觀 揭示了時揭示了時間、空間并非絕對不變的本質屬性間、空間并非絕對不變的本質屬性 打破了經(jīng)典力學體打破了經(jīng)典力學體系的局限性系的局限性

44、 使人類對客觀世界的認識開始從宏觀世界使人類對客觀世界的認識開始從宏觀世界深入到微觀世界深入到微觀世界 A A B B C C D D 2 2、現(xiàn)代物理學的基礎是、現(xiàn)代物理學的基礎是 A A、牛頓力學、牛頓力學 B B、相對論、相對論 C C、量子假說、量子假說 D D、量子理論、相對論、量子理論、相對論課堂練習課堂練習:3 3、下列表述不正確的是、下列表述不正確的是 A A、牛頓創(chuàng)立的經(jīng)典力學是經(jīng)典物理學的基礎、牛頓創(chuàng)立的經(jīng)典力學是經(jīng)典物理學的基礎 B B、經(jīng)典物理學所適用的主要是日常生活中的物理現(xiàn)象、經(jīng)典物理學所適用的主要是日常生活中的物理現(xiàn)象 C C、相對論的提出證明經(jīng)典物理學是完全錯誤

45、的、相對論的提出證明經(jīng)典物理學是完全錯誤的 D D、量子理論使人類對微觀世界的基本認識有了革命性、量子理論使人類對微觀世界的基本認識有了革命性的進步的進步4 4、海王星的發(fā)現(xiàn)是根據(jù)、海王星的發(fā)現(xiàn)是根據(jù) A A、哥白尼日心說的推算、哥白尼日心說的推算 B B、牛頓理論的推測、牛頓理論的推測 C C、法拉第演示計算、法拉第演示計算 D D、愛因斯坦對時間、空間屬性的揭示、愛因斯坦對時間、空間屬性的揭示一、單項選擇題：（一、單項選擇題：（1313題，每小題題，每小題2 2分，共分，共2626分）分）1 1、現(xiàn)代物理的兩大支柱是：、現(xiàn)代物理的兩大支柱是：光子論光子論 相對論相對論 量子論量子論 原子論

46、原子論 A A、 B B、 C C、 D D、2 2、下列有關經(jīng)典力學的陳述中不正確的是、下列有關經(jīng)典力學的陳述中不正確的是 A A、產生于、產生于1717世紀世紀 B B、創(chuàng)立者是牛頓、創(chuàng)立者是牛頓 C C、核心內容是量子論、核心內容是量子論 D D、建立在日常生活常見低速物質之上、建立在日常生活常見低速物質之上3 3、相對論兩個基本原理是：、相對論兩個基本原理是：相對性原理相對性原理 質量質量守恒定律守恒定律 光速不變理論光速不變理論 萬有引力定律萬有引力定律 A A、 B B、 C C、 D D、4 4、稱為物理學領域最偉大革命成就的是、稱為物理學領域最偉大革命成就的是 A A、牛頓力學

47、體系的創(chuàng)立、牛頓力學體系的創(chuàng)立 B B、愛因斯坦相對論的提出、愛因斯坦相對論的提出 C C、海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)、海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn) D D、普朗克提出量子假說、普朗克提出量子假說5 5、相對論和量子理論對人們思維的影響是、相對論和量子理論對人們思維的影響是 A A、改變了人們看世界的角度、改變了人們看世界的角度 B B、大大開闊了人們的視野、大大開闊了人們的視野 C C、思維方式不能絕對化、思維方式不能絕對化 D D、使人們有了微觀世界的認識、使人們有了微觀世界的認識6 6、下列有關愛因斯坦的相對論力學與牛頓力學關系、下列有關愛因斯坦的相對論力學與牛頓力學關系的表述，比較準確的是的表述，比

48、較準確的是 A A、前者否定后者、前者否定后者 B B、前者概括后者、前者概括后者 C C、前者解釋后者、前者解釋后者 D D、前者融化后者、前者融化后者7 7、2020世紀初，物理學思想上的一場革命是世紀初，物理學思想上的一場革命是 A A、電磁感應現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)、電磁感應現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) B B、牛頓力學體系的建立、牛頓力學體系的建立 C C、質量守恒定律的提出、質量守恒定律的提出 D D、物理學相對論的提出、物理學相對論的提出8 8、打破了經(jīng)典物理學的絕對化的思維，為人們提、打破了經(jīng)典物理學的絕對化的思維，為人們提供了辯證看待世界的途經(jīng)的成就是供了辯證看待世界的途經(jīng)的成就是 A A、自由落體運動規(guī)

49、律的提出、自由落體運動規(guī)律的提出 B B、相對論的提出、相對論的提出 C C、量子論的提出、量子論的提出 D D、萬有引力定律的提出、萬有引力定律的提出9 9、提出光的量子理論的是、提出光的量子理論的是 A A、普朗克、普朗克 B B、牛頓、牛頓 C C、愛因斯坦、愛因斯坦 D D、玻爾、玻爾1010、提出原子的量子理論的是、提出原子的量子理論的是 A A、普朗克、普朗克 B B、牛頓、牛頓 C C、愛因斯坦、愛因斯坦 D D、玻爾、玻爾1111、相對論的主要內容不包括、相對論的主要內容不包括 A A、時間和空間是絕對不變的、時間和空間是絕對不變的 B B、時間和空間隨著物質的運動而變化、時間

50、和空間隨著物質的運動而變化 C C、物質的質量隨著運動速度的變化而變化、物質的質量隨著運動速度的變化而變化 D D、質量和能量是可以互相轉化的、質量和能量是可以互相轉化的1212、愛因斯坦提出相對論的時間是、愛因斯坦提出相對論的時間是 A A、1919世紀末世紀末 B B、2020世紀初世紀初 C C、“一戰(zhàn)一戰(zhàn)”后后 D D、“二戰(zhàn)二戰(zhàn)”后后1313、下列哪一理論的提出，使人類對微觀世界的基本認、下列哪一理論的提出，使人類對微觀世界的基本認識有了革命性的進步識有了革命性的進步 A A、自由落體運動規(guī)律的提出、自由落體運動規(guī)律的提出 B B、相對論的提出、相對論的提出 C C、萬有引力定律的提

51、出、萬有引力定律的提出 D D、量子論的提出、量子論的提出 材料解析題：材料解析題： 愛因斯坦說，在牛頓時代，牛頓的道路是一位具愛因斯坦說，在牛頓時代，牛頓的道路是一位具有最高思維能力和創(chuàng)造力的人所能發(fā)現(xiàn)的唯一道路；有最高思維能力和創(chuàng)造力的人所能發(fā)現(xiàn)的唯一道路；牛頓所創(chuàng)造的概念，至今仍然指導著我們的物理學思牛頓所創(chuàng)造的概念，至今仍然指導著我們的物理學思想。想。請回答：請回答： “ “牛頓時代牛頓時代”在物理學上指什么時代？在物理學上指什么時代？ 有人認為相對論出現(xiàn)后，牛頓在歷史上的光輝完有人認為相對論出現(xiàn)后，牛頓在歷史上的光輝完全被摸掉。愛因斯坦是如何評價牛頓的？你同意哪一全被摸掉。愛因斯坦是

52、如何評價牛頓的？你同意哪一種觀點？說出你的理由。種觀點？說出你的理由。簡答題：簡答題： 愛因斯坦根據(jù)相對論的觀點提出質能愛因斯坦根據(jù)相對論的觀點提出質能轉換理論后，曾致信美國總統(tǒng)羅斯福，建轉換理論后，曾致信美國總統(tǒng)羅斯福，建議美國研制原子彈，以便在二戰(zhàn)中盡快戰(zhàn)議美國研制原子彈，以便在二戰(zhàn)中盡快戰(zhàn)勝法西斯國家。勝法西斯國家。19451945年年8 8月，美國先后在月，美國先后在日本的廣島、長畸投下兩顆原子彈，加速日本的廣島、長畸投下兩顆原子彈，加速了日本法西斯的投降，但對無辜平民的傷了日本法西斯的投降，但對無辜平民的傷害也同樣令全世界震驚。愛因斯坦為此非害也同樣令全世界震驚。愛因斯坦為此非常懊悔。常懊悔。 從這件事中，我們能得到什么啟發(fā)？從這件事中，我們能得到什么啟發(fā)？我們應如何對待科學的發(fā)展？我們應如何對待科學的發(fā)展？