2016新课标三维人教历史选修4 第六单元 第5课 20世纪的科学伟人爱因斯坦

清单一在科学领域的贡献

提出狭义相对论与推动量子力学的发展

1.

(1)成长历程：

①出身：1879年，出生于德国南部一个小城乌尔姆的犹太血统家庭。

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。

[深化认知]

相对论的产生，顺应科学发展的时代要求，爱因斯坦对科学的浓厚兴趣、勤奋严谨、不倦探索、敢于创新等，这是他成功的诸多因素。

2．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：等效原理与广义相对性。

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：

①1905年提出光量子假说，解释经典物理学无法解释的光电效应问题。

②1921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。

清单二在人类和平事业方面的贡献

为人类和平进步而斗争1.

(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，亲自领导组织了“原子科学家非常委员会”。

2．评价

(1)爱因斯坦创立的相对论是人类认识自然过程中一次质的飞跃，这个理论已经成为原子能科学、宇宙航行等科学理论基础。

(2)如果没有爱因斯坦，原子能发电站、宇宙飞船等现代科技或许还在探索之中。

[深化认知]

爱因斯坦不仅是一位伟大的科学家，还是一位具有正义感的社会活动家。

探究点一爱因斯坦相对论与牛顿力学体系的关系

[史料探究]

材料一在牛顿时代，牛顿的道路是一位具有最高思维能力和创造力的人所能发现的唯一道路；牛顿所创造的概念，至今仍然指导着我们的物理学思想。

——爱因斯坦

(1)材料一中“牛顿所创造的概念”指的是什么？爱因斯坦的相对论与它的关系如何？

[答案]牛顿：经典力学。爱因斯坦的相对论是对牛顿经典力学的继承与发展。

材料二在一片“牛顿被推翻了”的叫喊声中，爱因斯坦说：“可是人们不要以为，牛顿的伟大工作能被这一理论或者任何别的理论代替。他伟大而明晰的观念，作为自然哲学领域里整个近代概念结构的基础，将永远保持它独特的意义。”

——摘自《巨人百传丛书——爱因斯坦》

(2)材料二中为什么人们认为“牛顿的伟大工作”会被相对论代替？爱因斯坦的回答展现了他怎样的人格魅力？

[答案]理由：以牛顿力学为代表的经典物理学陷入危机，相对论突破了经典力学体系，揭示了时间和空间的本质属性。魅力：谦逊、宽容、理性等。

[结论形成]

爱因斯坦的相对论与牛顿力学体系的关系

(1)牛顿力学体系概括了物体机械运动的基本定律。但物体只有在低速运动情况下，这一

定律才适用。

(2)爱因斯坦的相对论指出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，物质质量随运动速度的变化而变化，并提出质能转化原理。它奠定了人类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)爱因斯坦的相对论，从本质上修正了由狭隘经验建立起来的时空观，更深刻地揭示了时间和空间的本质属性，进一步发展了牛顿力学，使牛顿力学成为相对论力学在低速状态下的一个特例。但牛顿力学并没有失去光辉，牛顿提出的关于物体运动的三个定律，仍是整个力学的基础，牛顿所创造的概念，至今仍然指导着我们的物理学思想。

探究点二全面评价爱因斯坦

[史料探究]

材料一爱因斯坦在1905年发表了六篇划时代的论文，分别为《关于光的产生和转化的一个试探性观点》《分子大小的新测定方法》……《论物体的电动力学》《物体的惯性同它所含的能量有关吗？》……因此这一年被称为“爱因斯坦奇迹年”。100年后的2005年因此被定为“世界物理年”。

(1)结合材料一和所学知识分析，为什么1905年被称为“爱因斯坦奇迹年”？

[答案]因为这一年爱因斯坦发表了六篇划时代的论文，其中《论物体的电动力学》是有关相对论的第一篇论文，它的发表标志着狭义相对论的提出，使近代物理学领域的发展进入一个新的阶段。

材料二他所作的光线经过太阳引力场要弯曲的预言，于1919年由英国天文学家亚瑟·斯坦利·爱丁顿的日全食观测结果所证实。1916年他预言的引力波在1978年也得到了证实。

(2)结合材料二和所学知识分析，爱因斯坦预言的证实有何意义？

[答案]证实了爱因斯坦广义相对论的正确性。广义相对论改变了人们对宇宙的认识，以广义相对论为指导的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。

材料三爱因斯坦因在光电效应方面的研究，被授予1921年诺贝尔物理学奖。不过在瑞典科学院的公告中并未提及相对论，原因是认为相对论存在争议。

(3)结合材料三和所学知识指出爱因斯坦获得诺贝尔物理学奖的具体成就，并分析相对论不能获奖的原因。

[答案]成就：光电效应研究。原因：瑞典科学院认为相对论存在争议。

[结论形成]

全面评价爱因斯坦

爱因斯坦，世界十大杰出物理学家，现代物理学的开创者、集大成者和奠基人，同时也是一位著名的思想家、哲学家和具有正义感的社会活动家。