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2019-2020年高中歷史 第20課 20世紀(jì)科學(xué)巨匠愛因斯坦教案 岳麓版選修4《中外歷史人物評說》 【知識模塊】 1、愛因斯坦作為20世紀(jì)最偉大的科學(xué)家，創(chuàng)立了 ，為科學(xué)帶來了革命性變化，提出的質(zhì)量能量公式E＝MC2，為 的研究提供了理論依據(jù)，。 2、1905年，愛因斯坦發(fā)表了他的研究成果，提出了 ，震動當(dāng)時的物理學(xué)界。 3、狹義相對論和 的問世，解決了經(jīng)典物理學(xué)的難題，改變了人們對宇宙的看法。 4、相對論的提出揭示了時空、物質(zhì)、運動和引力的統(tǒng)一性，奠定了系統(tǒng)科學(xué)的 和 ，為人們的認(rèn)識打開了新窗口。 5、現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱是 和 。 6、愛因斯坦作為和平的捍衛(wèi)者，一戰(zhàn)期間，參與發(fā)起成立反戰(zhàn)團(tuán)體 ，二戰(zhàn)期間受 迫害，被迫移居美國；20世紀(jì)的50年代，愛因斯坦和羅素聯(lián)合發(fā)表了《羅素——愛因斯坦宣言》，反對 。 7、愛因斯坦除了是一名杰出的科學(xué)家以外，還是一位 和優(yōu)秀的 。 8、 年，愛因斯坦在普林斯頓逝世。 問題探究 問題 ：一位法國物理學(xué)家曾經(jīng)這樣評價愛因斯坦：“在我們這一時代的物理學(xué)家中，愛因斯坦將位于最前列。他現(xiàn)在是、將來也還是人類宇宙中最光輝的巨星之一?！薄八苍S比牛頓更偉大，因為他于科學(xué)的貢獻(xiàn)，更加深入的進(jìn)入了人類思想要領(lǐng)的結(jié)構(gòu)中”。探究愛因斯坦的相對論和牛頓的力學(xué)體系的關(guān)系。 思路點撥： 1）牛頓力學(xué)體系概括了物體機械運動的基本定律，這些定律適用有一個前提，即物體在低速情況下運動。2）愛因斯坦的相對論否定了牛頓的絕對時空觀，指出時間和空間不是絕對不變的，而是隨物質(zhì)運動而變化，愛因斯坦還提出質(zhì)能轉(zhuǎn)換原理，加深了人們對物質(zhì)和運動的認(rèn)識。3）但并不是說，牛頓的貢獻(xiàn)被相對論抹掉，而是相對論發(fā)展了牛頓力學(xué)，把牛頓力學(xué)概括在相對論力學(xué)中，牛頓力學(xué)是相對論力學(xué)在低速運動狀態(tài)下的一個特例。牛頓所創(chuàng)的概念，至今仍然是指導(dǎo)物理學(xué)的重要思想。 同步練習(xí) 一、選擇題： 1、愛因斯坦相對論的提出是物理學(xué)領(lǐng)域的一場重大革命，主要是因為（ ） ①否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀 ②揭示了時間、空間并非絕對不變的本質(zhì)屬性 ③打破了經(jīng)典力學(xué)體系的局限性 ④使人類對客觀世界的認(rèn)識從宏觀世界深入到微觀世界 A、①②③ B、②③④ C、①③④ D、①②③④ 2、 對以下幾位物理學(xué)家所作的科學(xué)貢獻(xiàn)，表述不正確的是（ ） A、牛頓發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng) B、愛因斯坦成功解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象 C、法拉第發(fā)現(xiàn)了磁場產(chǎn)生電流的條件和規(guī)律 D、牛頓提出了萬有引力定律奠定天體力學(xué)的基礎(chǔ) 3、下列表述不正確的是 A、牛頓創(chuàng)立的經(jīng)典力學(xué)是經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ) B、經(jīng)典物理學(xué)所適用的主要是日常生活中的物理現(xiàn)象 C、相對論的提出證明經(jīng)典的物理學(xué)是完全錯誤的 D、量子理論使人類對微觀世界的基本認(rèn)識有了革命性的進(jìn)步 4、廣義相對論是由下列哪位科學(xué)家提出的（ ） A、愛迪生 B、伽利略 C、祖沖之 D、愛因斯坦 5、下列有關(guān)愛因斯坦的相對論力學(xué)與牛頓力學(xué)關(guān)系的表述，比較準(zhǔn)確的是（ ） A、前者否定后者 B、前者概括后者 C、前者解釋后者 D、前者融化后者 6、愛因斯坦提出相對論的時間是（ ） A、19世紀(jì)末 B、20世紀(jì)初 C、“一戰(zhàn)”后 D、“二戰(zhàn)”后 7、愛因斯坦的相對論揭示了 （ ） A、時間和空間的無限性 B、時間和空間的有限性 C、時間和空間的連續(xù)性 D、時間和空間的相對性 8、在自然科學(xué)的發(fā)展上，有三位具有里程碑意義的科學(xué)家，他們是（ ） ①哥白尼 ②牛頓 ③法拉第 ④愛因斯坦 A ①②③ B ②③④ C ①③④ D ①②④ 9、“謝謝你們給我說了那么些好話。如果我相信這些話是真的，那我該是一個瘋子，因為我知道我不是一個瘋子，所以我不相信”，這段話廣為流傳，出自哪位科學(xué)家之口（ ） A瓦特 B達(dá)爾文 C居里夫人 D愛因斯坦 10、愛因斯坦說：“人只有獻(xiàn)身社會，才能找到那短暫而有風(fēng)險的生命的意義”這句名言表明（ ） ①人生價值的實現(xiàn)必須有良好的社會環(huán)境 ②人生價值的實現(xiàn)需要發(fā)揮主觀能動性 ③要實現(xiàn)社會價值必須先實現(xiàn)自我價值 ④人的自我價值和社會價值是統(tǒng)一 A ①② B ③④ C ①③ D ②④ 二、非選擇題： 11、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；牛頓所創(chuàng)造的概念，至今仍然指導(dǎo)著我們的物理學(xué)思想。 請回答： ① “牛頓時代”在物理學(xué)上指什么時代？ ② 有人認(rèn)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？你同意哪一種觀點？說出你的理由。 12、愛因斯坦根據(jù)相對論的觀點提出質(zhì)能轉(zhuǎn)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)勝法西斯國家。1945年8月，美國先后在日本的廣島、長畸投下兩顆原子彈，加速了日本法西斯的投降，但對無辜平民的傷害也同樣令全世界震驚。愛因斯坦為此非常懊悔。從這件事中，我們能得到什么啟發(fā)？我們應(yīng)如何對待科學(xué)的發(fā)展？ 參考答案 【知識模塊】 1、相對論 原子彈 2、狹義相對論3、廣義相對論 4、物質(zhì)觀 時空觀 5、相對論 量子理論 6、“新祖國同盟” 德國納粹分子 核戰(zhàn)爭 7、音樂愛好者 小提琴手 8、1955 一、選擇題：DACDB BDDDD 二、非選擇題： 11、①經(jīng)典力學(xué)體系建立的時代 ②愛因斯坦認(rèn)為，牛頓“是一位具有最高思維能力和創(chuàng)造力的人”，其理論對現(xiàn)代物理學(xué)仍然具有指導(dǎo)作用。 牛頓力學(xué)體系的建立是近代科學(xué)形成的標(biāo)志，在歐洲啟蒙思想宣揚科學(xué)、反對封建神學(xué)的運動中發(fā)揮了極大的作用，以牛頓力學(xué)為代表的經(jīng)典物理學(xué)開創(chuàng)了一個嶄新的科學(xué)時代。相對論是在經(jīng)典物理學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，兩者之間是繼承與發(fā)展而不是相互排斥的關(guān)系。 12、答題要點：科學(xué)理論對科學(xué)的發(fā)展有巨大的推動作用，但科學(xué)技術(shù)本身是一把雙刃劍?？萍寄茉旄Ｈ祟?，推動生產(chǎn)力水平的提高，但如果運用不當(dāng)，也能危害人類。 【知識補充】 相對論的意義 狹義相對論和廣義相對論建立以來，已經(jīng)過去了很長時間，它經(jīng)受住了實踐和歷史的考驗，是人們普遍承認(rèn)的真理。相對論對于現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展和現(xiàn)代人類思相的發(fā)展都有巨大的影響。 相對論從邏輯思想上統(tǒng)一了經(jīng)典物理學(xué)，使經(jīng)典物理學(xué)成為一個完美的科學(xué)體系。狹義相對論在狹義相對性原理的基礎(chǔ)上統(tǒng)一了牛頓力學(xué)和麥克斯韋電動力學(xué)兩個體系，指出它們都服從狹義相對性原理，都是對洛倫茲變換協(xié)變的，牛頓力學(xué)只不過是物體在低速運動下很好的近似規(guī)律。廣義相對論又在廣義協(xié)變的基礎(chǔ)上，通過等效原理，建立了局域慣性長與普遍參照系數(shù)之間的關(guān)系，得到了所有物理規(guī)律的廣義協(xié)變形式，并建立了廣義協(xié)變的引力理論，而牛頓引力理論只是它的一級近似。這就從根本上解決了以前物理學(xué)只限于慣性系數(shù)的問題，從邏輯上得到了合理的安排。相對論嚴(yán)格地考察了時間、空間、物質(zhì)和運動這些物理學(xué)的基本概念，給出了科學(xué)而系統(tǒng)的時空觀和物質(zhì)觀，從而使物理學(xué)在邏輯上成為完美的科學(xué)體系。 狹義相對論給出了物體在高速運動下的運動規(guī)律，并提示了質(zhì)量與能量相當(dāng)，給出了質(zhì)能關(guān)系式。這兩項成果對低速運動的宏觀物體并不明顯，但在研究微觀粒子時卻顯示了極端的重要性。因為微觀粒子的運動速度一般都比較快，有的接近甚至達(dá)到光速，所以粒子的物理學(xué)離不開相對論。質(zhì)能關(guān)系式不僅為量子理論的建立和發(fā)展創(chuàng)造了必要的條件，而且為原子核物理學(xué)的發(fā)展和應(yīng)用提供了根據(jù)。 　　廣義相對論建立了完善的引力理論，而引力理論主要涉及的是天體。到現(xiàn)在，相對論宇宙學(xué)進(jìn)一步發(fā)展，而引力波物理、致密天體物理和黑洞物理這些屬于相對論天體物理學(xué)的分支學(xué)科都有一定的進(jìn)展，吸引了許多科學(xué)家進(jìn)行研究。 　　一位法國物理學(xué)家曾經(jīng)這樣評價愛因斯坦：“在我們這一時代的物理學(xué)家中，愛因斯坦將位于最前列。他現(xiàn)在是、將來也還是人類宇宙中最有光輝的巨星之一”，“按照我的看法，他也許比牛頓更偉大，因為他對于科學(xué)的貢獻(xiàn)，更加深入地進(jìn)入了人類思想基本要領(lǐng)的結(jié)構(gòu)中?！?