精品2019版高中历史 第六单元 杰出的科学家 第5课 20世纪的科学伟人爱因斯坦学案 新人教版选修4
高中历史杰出的科学家第5课20世纪的科学伟人爱因斯坦爱因斯坦素材新人教版
爱因斯坦
阿尔伯特·爱因斯坦（1879.3.14——1955.4.18），德国物理学家。
相对论的奠基者，二十世纪两大最重要的物理学家之一。
他于1879年出生于德国乌尔姆市的一个犹太人家庭（父母均为犹太人)，1900年毕业于苏黎世联邦理工学院，入瑞士国籍.1905年获苏黎世大学哲学博士学位。
曾在伯尔尼专利局任职，在苏黎世联理工学院担任大学教授。
1913年返德国，任柏林威廉皇帝物理研究所所长和柏林洪堡大学教授，并当选为普鲁士皇家科学院院士。
1933年爱因斯坦在英国期间，被格拉斯哥大学授予荣誉法学博士学位。
因为受到纳粹政权的迫害，脱离德国到美国，担任普林斯顿高等研究所教授，从事理论物理研究工作，1940年写了一篇著名论文，“我不信仰一个人格化的神“。
1955年4月18日，病逝于普林斯顿。
爱因斯坦为核能开发奠定了理论基础，在现代科学技术和他的深刻影响下与广泛应用等方面开创了现代科学新纪元，被公认为是继伽利略、牛顿以来最伟大的物理学家。
1999年12月26日，爱因斯坦被美国《时代周刊》评选为“世纪伟人”。
高中历史 第六单元 杰出的科学家 第5课 20世纪的科学伟人爱因斯坦 爱因斯坦的颠沛婚姻素材 新人教版选修4
爱因斯坦的颠沛婚姻
爱因斯坦一共有两个老婆。
第一个妻子是塞尔维亚数学家米列娃（Mileva Marić），他们在结婚前就已经有一个私生女丽瑟尔，不过刚出生不久就夭折了。
后来爱因斯坦娶了米列娃，后来米列娃为爱因斯坦生了两个儿子。
爱因斯坦的第二任妻子爱尔莎是他的表姐，他们的母亲是亲姐妹。
这个婚姻从1919年到1936年爱尔莎逝世。
爱因斯坦的二儿子爱德华・爱因斯坦受米列娃家庭遗传的影响患精神分裂，一生未娶。
大儿子汉斯·阿尔伯特·爱因斯坦是美国伯克利加州大学的水利工程教授。
2019年高中历史 第六单元 第5课 20世纪的科学伟人爱因斯坦材料解析 新人教版选修4
第5课20世纪的科学伟人爱因斯坦提出狭义相对论1．早年岁月〔材料一〕当我还是一个四五岁的小孩，在父亲给我看一个罗盘的时候，就经历过这种惊奇。
这只指南针以如此确定的方式行动，根本不符合那些在无意识的概念世界中能找到位置的事物的本性的(同直接“接触”梦有关的作用)。
我现在还记得，至少相信我还记得，这种经验给我一个深刻而持久的印象。
我想一定有什么东西深深地隐藏在事情后面。
凡是人从小就看到的事情，不会引起这种反应;他对于物体下落，对于风和雨，对于月亮或者对于月亮不会掉下来，对于生物和非生物之间的区别等都不感到惊奇……在12岁时，我经历了另一种性质完全不同的惊奇:这是在一个学年开始时，当我得到一本关于欧几里得平面几何的小书时所经历的。
这本书里有许多断言，比如，三角形的三个高交于一点，它们本身虽然并不是显而易见的，但是可以很可靠地加以证明，以至任何怀疑似乎都不可能。
这种明晰性和可靠性给我造成了一种难以形容的印象。
至于不用证明就得承认公理，这件事并没有使我不安。
如果我能依据一些其有效性在我看来是毋庸置疑的命题来加以证明，那么我就完全心满意足了。
──爱因斯坦《爱因斯坦文集》第一卷〔材料二〕这种强制使我如此畏缩不前，以致我在通过最后的考试以后整整一年对科学问题的任何思考都感到扫兴。
不过我应当指出，我们在瑞士苦于这种窒息真正科学工作的强制，比其他许多地方的大学生要少得多。
一共只有两次考试，除此之外，你或多或少可以做你想做的事。
谁要是像我这样有一个朋友认真地去听全部课程并仔细地整理讲课的内容，那就更好了。
直到考试前几个月，这种情况都给了我选择干事的自由──我大大地利用了这种自由；我把与此伴随而来的内疚看做是不可避免的，并且其害处是微不足道的。
事实上，现代的教学方法还没有把神圣的求知欲完全扼杀掉，这差不多是一个奇迹；因为这株脆弱的幼苗，除了需要鼓励外，首先需要自由──没有自由它将不可避免地会夭折。
──爱因斯坦《爱因斯坦文集》第一卷〔材料三〕1898年9月，德国物理学家在杜塞尔多夫讨论的特别议题“运动介质中以太及其行为”，就被刚刚读大学三年级的爱因斯坦注意到了。
高中历史 第6单元 杰出的科学家 第5课 20世纪的科学伟人爱因斯坦素材 新人教版选修4
6.5 20世纪的科学伟人爱因斯坦【教学素材】1、．阅读下列材料，回答问题：材料一 1933年，爱因斯坦在为英国一刊物撰稿时写到“科学是一种强有力的工具，如何使用它，它是给人赐福还是给人降祸，取决于人本身，而不是取决于工具。
刀子对人生活是有用的，但是它能够用来杀人。
……我们的惟一希望在于，拒绝任何有助于战争准备或战争意图的行为”。
材料二……科学技术是生产力，这是马克思主义历来的观点。
早在一百多年以前，马克思就说过：机器生产的发展要求自觉地应用自然科学。
并且指出“生产力中也包括科学”。
现代科学技术的发展，使科学与生产的关系越来越密切了，科学技术作为生产力，越来越显示出巨大的作用。
现代科学技术正在经历着一场伟大的革命。
近三十年来现代科学技术不只是在个别的科学理论上、个别的生产技术上获得了发展，也不只是有了一般意义上的进步和改革，而是几乎各门抖学技术领域都发生了深刻的变化，出现了新的飞跃，产生了并且正在继续产生一系列新兴科学技术。
…… 特别是由于电子计算机、控制论和自动化技术的发展，正在迅速提高生产自动化的程度。
同样数量的劳动力，在同样的劳动时间里，可以生产出比过去多几十倍几百倍的产品。
社会生产力有这样巨大的发展，劳动生产率有这样大幅度的提高，靠的是什么，最主要的是靠科学的力量、技术的力量——《在全国科学大会开幕式上的讲话》(邓小平) 请回答：（1）结合所学知识，指出爱因斯坦对科学发展的重大贡献。
答案：创立了相对论；发展了量子论(或提出光电效应)，推动现代物理学的发展。
（2）据上述材料，概括指出爱因斯坦和邓小平关于科学技术的主要观点。
答案：爱因斯坦：科学可以制造战争，也可以制止战争，关键取决于人类本身。
邓小平：科学技术是生产力。
（3）爱因斯坦和邓小平在论述科学作用时的侧重点分别是什么？简要分析其成因。
答案：爱因斯坦侧重于科学与战争的关系(或科学对战争的影响)；邓小平侧重于科学与生产之间的关系。
成因：20世纪30年代人类面临战争的威胁；两极格局解体后，和平与发展成为世界主题。
原创2：第5课 20世纪的科学伟人爱因斯坦
我们全都获益不浅， 全世界都感谢他的教诲； 那专属他个人的东西， 早已传遍广大人群。 他像行将陨灭的彗星， 光华四射， 把无限光芒同他的光芒永相连结。
爱因斯坦宣誓加入 美国国籍
在20世纪思想家的画廊中，爱因斯坦就是公正、善良、真 理的化身。他的品格与天地日月相辉映，他的科学贡献，人 类将万世景仰。
为人类的文明和进步不懈努力。仅懂得科学的本身是不 够的，关心他人，应成为一切技术奋斗的主要目标。生 命的意义在于设身处地为他人着想，酷爱正义并为改善 人类境况而奋斗。
巨星陨落： 1955年4月18日爱因斯坦病逝于普林斯顿。遵照他的遗嘱，
不发讣造，不举行公开葬礼，不建坟墓，不立纪念碑。火 化时按照他的书面遗嘱：免除所有花卉布置以及所有音乐 典礼。骨灰撒在永远对人保密的地方，为的是不使任何地 方成为圣地。遗嘱执行者用歌德悼念席勒的诗结束了那朴 素的葬礼：
陶行知认为，这样的教师就是糊涂先生。
陶行知认为聪明的老师是，当你教学生的时候，就发 现他们中有瓦特、有爱因斯坦。
谢谢观看mc2，质能关系 式对后来发展的原子能事业起到了指导作用。 4 、 1916年在辐射量子方面提出引力波理论。 5 、1917年又开创了现代宇宙学。
物理学演变和发展 源于古希腊亚里士多德的著作《物理学》
哥白尼－太阳中心说，打破地心学说
开普勒－行星按一定轨道运行 伽利略－宣传“日心说”、望远镜 、温度计、 落体定律：自由落体，匀速运动，匀加速运 动。经典力学基础奠基者，是近代物理的开 端
10.相对论的主要内容不包括（ ）
A、时间和空间是绝对不变的
B、时间和空间随着物质的运动而变化
C、物质的质量随着运动速度的变化而变化
D、质量和能量是可以互相转化的
11.爱因斯坦提出相对论的时间是（ ）
高中历史第六单元杰出的科学家520世纪的科学伟人爱因斯坦课件新人教版选修4
上课时，如果有些东西没有记下来，不要因为惦记着漏了的笔记而影响记下面的内容，可以在笔记本上留下一定的空间。下课后，再从头到尾阅读一 遍自己写的笔记，既可以起到复习的作用，又可以检查笔记中的遗漏和错误。遗漏之处要补全，错别字要纠正，过于潦草的字要写清楚。同时，将自己 对讲课内容的理解、自己的收获和感想，用自己的话写在笔记本的空白处。这样，可以使笔记变的更加完整、充实。
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反馈·训练区
1.“他打破绝对静止的时空观，改变着人们看世界的角度和方式；他
爱好和平反对战争。”文中的“他”是指( C )
A.牛顿
B.达尔文
C.爱因斯坦
D.普朗克
解析 爱因斯坦建立相对论，揭示了空间和时间的可变性，打破了绝
对静止的时空观，是人类思想发展史上的一次根本性变革。
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2.爱因斯坦创立的相对论与牛顿力学的关系，比较准确的说法是( )
学习延伸 2.提示 (1)科技进步具有双重作用，可用来自我毁灭，也可造福人类。 科技造成的灾难实际上是其应用者——特定的制度体系造成的。科学 的发展为战争杀伤力增强创造条件，威胁世界和平。因此，他积极致 力于防止核战争。 (2)没有变化。爱因斯坦建议造原子弹的目的是为了制止战争。 (3)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学 家，他的言行反映了他的社会良知和对人类和平与进步的关心。
教材互补
为了人类获得永久的和平，爱因斯坦一度建议联合建立一个“世界政 府”，或者把联合国改组为世界政府。这种美好的愿望虽然是不现实的， 但他作为一个具有强烈正义感和社会责任感的“世界公民”却是真实的。 (北师版)
深化探究
材料 爱因斯坦余生的大部分精力都用来纠正他所犯的这个“最痛心 的错误”。1947年，他在联合国大会上说道；“今后若干年内，自然 科学家的态度将决定人类文明的命运。人类终于懂得，当前的任务是 什么，这就是寻求谅解，为的是实现各国人民间、不同信仰的各民族 间的彻底谅解。” ——《阿尔伯特·爱因斯坦：不允许自己沉默》 思考 结合爱因斯坦的社会活动，阅读上述材料回答： (1)爱因斯坦“最痛心的错误”指什么？ 答案 建议美国总统罗斯福研制原子弹，成为美国原子弹研究的发起 人之一。
高中历史第六单元第5课20世纪的科学巨人爱因斯坦教案
河北省华北油田三中高中历史人教版选修四第六单元第5课教案课程目标：了解牛顿、爱因斯坦等人成长历程及主要科学成绩，熟悉他们在社会发展中的作用。
教学目标：（一）知识与能力简述爱因斯坦的主要科学成绩；了解他的成长历程，感受他对科学的创新精神，理解爱因斯坦的科学成绩对科学和人类社会发展的庞大贡献；培育学生阅读材料能力，学会运用历史唯物主义大体观点，熟悉爱因斯坦取得成功的原因。
（二）进程与方式一、整合教材资源、引导学生选择，提供情境材料来体验感知历史、理解历史，主动参与合作交流的历史学习进程。
二、引导学生运用探讨性学习方式，采用合作教学的手腕通过对爱因斯坦生平事迹的了解，熟悉他的主要科学成绩及其对社会的责任感。
（三）情感、态度、价值观通过本课学习，使学生熟悉科学创新精神是人类不断进步的源泉，使学生知道科技的力量，和爱因斯坦的科学精神，感受伟大科学家的优秀品质，从而树立对社会历史使命感和责任感。
重点：了解爱因斯坦的成长历程，简述他的主要科学成绩，感受他脚踏实地地进行科学研究和勇于科学创新精神。
难点：熟悉爱因斯坦对科学和社会发展的庞大推动作用，感受其成长的人生启迪。
教学进程：“全世界科学家一致公认:他的天才思想带来了一系列令人炫目的技术革新，100年间的转变超过了过去2000年的总和。
计算机、人造卫星、通信技术、激光、电视和原子能，无一不与他所揭露的理论有关。
”——李政道毫不夸张地说，按照爱因斯坦创建的科学理论而衍生出的发明创造，几乎涵盖了现代文明的每一个角落。
电脑游戏、公共汽车、数码照相机……咱们衣食住行的每一个细节都闪现着爱因斯坦的影子。
一、提出狭义相对论一、童年时期：1879年，爱因斯坦诞生于德国南部小城乌尔姆的一个犹太血统家庭中。
儿时的他很少发言，却十分擅长思考，对自然界的许多现象，总要寻根究底地问一问原因。
爱因斯坦5岁时，有一次，父亲给他拿来了一只罗盘针玩。
他发现，无论盘子如何转，其中的那根小红针老是指向北方，这是为何？他的叔叔做了解答，但他又提出了新的问题什么是磁力，又是如何吸引罗盘针的？在某次吃晚餐的时候，爱因斯坦打破了沉默，他说“这汤太烫了。
高中历史第六单元杰出的科学家第5课20世纪的科学伟人爱因斯坦课下提升演练新人教版选修
第 5 课 20 世纪的科学伟人爱因斯坦课下提高操练[ 达标检测 ]1．20 世纪初，爱因斯坦相对论的提出是物理学的一场改革。
由于它()A．否认了经典力学系统B．打破了绝对时空观C．完全解决了19 世纪以来物理学面对的危机D．标记着对物质世界的认识开始进入微观粒子世界答案 B分析爱因斯坦相对论的提出之因此是物理学的一场改革，是由于它打破了绝对时空观。
应选 B 项。
2．相对论的提出推进物理学发展到一个新的高度，依照是( )①相对论从实质上修正了由狭小经验成立起来的时空观②相对论深刻地揭露了时间和空间的实质属性③将牛顿力学归纳在相对论力学之中④将人类对客观规律的认识开始从宏观世界深入到微观世界A．①②③B．①③④C．③④D．②③答案 A分析④是量子论的重要意义，清除。
应选 A 项。
3．1905 年，爱因斯坦提出了光量子假说，这一学说( )A．解决了经典物理学没法解说的光电效应问题B．改变了牛顿力学的时空观点C．为原子能在世界范围内大规模应用确定基础D．揭穿了质量和能量的相当性答案 A分析所谓光电效应，是指光射在金属表面，能打出电子这一形象。
爱因斯坦的光量子假说，解决了经典物理学没法解说的光电效应问题。
应选 A 项。
4．有一次，爱因斯坦与卓别林共同列席一个宴会，他们都遇到了热情的欢迎。
卓别林对爱因斯坦开玩笑说：“大家欢迎我是由于他们理解我，大家欢迎你是由于他们都不理解你。
”此语意指 ()A．绝大部分人盲目欢迎爱因斯坦B．相对论有悖于人们的平时经验C．爱因斯坦的理论与人们平时生活没关D．伟大的科学家不如有名艺术家答案 B分析爱因斯坦的相对论原理主假如针对牛顿的经典物理学对于宇宙之间的一些问题难以解决而提出的，与人们的平时生活关系不亲密。
也就是说这一理论的提出有悖于人们的日常经验。
应选 B 项。
5．1944 年 12 月，爱因斯坦同斯特恩、玻尔议论原子武器和战后和平问题，1945 年 3 月同西拉德议论原子军备的危险性，他还写信介绍西拉德去见罗斯福，未果。
高中历史 第六单元 杰出的科学家 第5课 20世纪的科学伟人爱因斯坦课件 新人教版选修4.pptx
[误区警示] 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。
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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，亲自领导组织了 “___科__学__家__非__常__委__员__会_____”。
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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、宇宙航行等的科学 理论基础。 (2)如果没有爱因斯坦，原子能科学、_宇__宙__飞__船___等现代科 技或许还在探索之中。
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[拓展延伸] 为了人类获得永久的和平，爱因斯坦一度建 议联合建立一个“世界政府”，或者把联合国改组为世界 政府。这种美好的愿望虽然是不现实的，但他作为一个具 有强烈正义感和社会责任感的“世界公民”却是真实的。
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2．推动量子力学发展 (1)1905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。 (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。
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史料二 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。 史料三 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。
2019_2020学年高中历史第6单元杰出的科学家第5课20世纪的科学伟人爱因斯坦教案(含解析)新人教版选修4
第5课20世纪的科学伟人爱因斯坦一、提出狭义相对论1．人生经历(1)出身：1879年，出生于德国南部小城乌尔姆的犹太血统家庭。
(2)童年：善于思考，对自然界的许多现象总爱寻根究底。
(3)中学：由于他的探究精神而被赶出校门，坚持自学。
(4)大学：进入苏黎世联邦工业大学师范系，主修数学和物理。
2．理论提出(1)标志：1905年6月，发表了《论动体的电动力学》，标志着狭义相对论的提出。
(2)原理：一是相对性原理，二是光速不变原理。
(3)意义①改变了牛顿力学的时空观念，揭示了物质和能量的相当性。
②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。
[课中思考] 阅读教材P130[学思之窗]，思考：你认为爱因斯坦的科学创新体现了哪种精神？【提示】爱因斯坦的科学创新体现了向权威挑战、大胆质疑、追求真理的精神。
二、推动量子力学的发展1．提出广义相对论(1)提出：1916年爱因斯坦发表《广义相对论的基础》。
(2)内容①等效原理：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：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提出在引力中传播的光线，也要发生弯曲。
(3)意义：改变了人们对宇宙的认识。
在广义相对论的指导下，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．提出量子假说(1)1905年，爱因斯坦就提出了光量子假说，解决经典物理学无法解释的光电效应问题。
(2)爱因斯坦继续进行光辐射学的研究。
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．其他领域的研究爱因斯坦在宇宙学、统一场论等物理学的其他领域也取得重大研究成果，他的研究对传统物理学是一次伟大的革命，也是人类自然科学史上的一次革命。
三、为人类和平进步而斗争1．一战时，在仅有4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、荷等国奔走呼号。
高中历史 第六单元 杰出的科学家 第5课 20世纪的科学伟人爱因斯坦学案 新人教版选修4
第5课20世纪的科学伟人爱因斯坦[目标导航] 1.了解爱因斯坦早年的成长历程，分析其在科学方面能够取得科技成就的原因。
2.了解爱因斯坦相对论的基本内容，分析相对论与牛顿经典力学之间的关系。
3.概括爱因斯坦为争取和平而进行的重要活动，认识其在维护世界和平方面做出的重要贡献。
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。
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。
[思维点拨]爱因斯坦创立的狭义相对论和广义相对论是人类认识自然过程中的一次质的飞跃，标志着物理学的重大突破，是在科学发展的道路上矗立起的一座新的里程碑，成为现今原子能科学、宇宙航行等科学的理论基础。
2019-2020学年高中历史人教版选修4课件：第六单元 第5课 20世纪的科学伟人爱因斯坦
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第5课 0世纪的科学伟人爱因斯坦
首页
X新知导学 INZHIDAOXUE
D答疑解惑 AYIJIEHUO
目标导航
1.了解爱因斯坦早年的成 长历程,分析其在科学方 面能够取得科技成就的原 因 2.了解爱因斯坦相对论的 基本内容,分析相对论与 牛顿经典力学之间的关系 3.概括爱因斯坦为争取和 平而进行的重要活动,认 识其在维护世界和平方面 做出的重要贡献
论最明显的区别。
(3)根据材料并结合所学知识,说明爱因斯坦相对论与牛顿力学体
系的关系。
提示:(1)内容:时间和空间是相对的。地位:科学已经发展到被人
类所知的界限。
(2)牛顿力学理论的时空观是绝对的,爱因斯坦的时空观是相对的。
(3)相对论一方面否定了牛顿力学的绝对时空观,揭示了时间和空
间的本质属性;另一方面它也发展了牛顿力学,将其概括在相对论
内 且比普通物体运动速度更快的电磁波的运动也是相对的
容 (2)光速不变原理:光在真空中的传播速度,是一个不变的常数, 它和光源的运动速度以及观察者本人的运动速度都无关
意 义
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
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第5课 20世纪的科学伟人爱因斯坦
力学之中,把物理学推进到一个新的高度。
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D答疑解惑 AYIJIEHUO
探究点
当堂检测
材料研读 名师精讲
(1)背景:19世纪末,物理学界连续发生了三个重大事件,即X射线、 放射性和电子的发现。这三大发现以实验事实使得原子不可分、 不变化的传统观念发生了动摇。物理学家们曾认为的似乎已经基 本上完成了的经典物理学体系,从根本上出现了动摇,这就是所谓 的“物理学危机”。经典物理学所研究的是人们日常生活中易于理 解的宏观世界,三大发现所揭示的却是人们没有直接经验的微观现 象,这表明人们对物质世界的认识已经深入了一个层次。
2019版高中历史 第六单元 杰出的科学家 第5课 20世纪的科学伟人爱因斯坦学案 新人教版选修4
第5课20世纪的科学伟人爱因斯坦[目标导航] 1.了解爱因斯坦早年的成长历程，分析其在科学方面能够取得科技成就的原因。
2.了解爱因斯坦相对论的基本内容，分析相对论与牛顿经典力学之间的关系。
3.概括爱因斯坦为争取和平而进行的重要活动，认识其在维护世界和平方面做出的重要贡献。
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。
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。
[思维点拨]爱因斯坦创立的狭义相对论和广义相对论是人类认识自然过程中的一次质的飞跃，标志着物理学的重大突破，是在科学发展的道路上矗立起的一座新的里程碑，成为现今原子能科学、宇宙航行等科学的理论基础。
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第5课20世纪的科学伟人爱因斯坦[目标导航] 1.了解爱因斯坦早年的成长历程，分析其在科学方面能够取得科技成就的原因。
2.了解爱因斯坦相对论的基本内容，分析相对论与牛顿经典力学之间的关系。
3.概括爱因斯坦为争取和平而进行的重要活动，认识其在维护世界和平方面做出的重要贡献。
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。
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。
[思维点拨]爱因斯坦创立的狭义相对论和广义相对论是人类认识自然过程中的一次质的飞跃，标志着物理学的重大突破，是在科学发展的道路上矗立起的一座新的里程碑，成为现今原子能科学、宇宙航行等科学的理论基础。
[图解图示]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：[易混提醒]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。
三、为人类和平进步而斗争1．捍卫和平(1)第一次世界大战时：在仅有四人参加的反战宣言上签字。
(2)第一次世界大战后：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)20世纪30年代：开始呼吁各国人民为和平而斗争。
(4)第二次世界大战中：因美国用原子弹轰炸日本城市终生遗憾。
(5)第二次世界大战后：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、宇宙航行等科学的理论基础。
(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。
[思维点拨]爱因斯坦的伟大之处，不仅仅在于他取得的一系列科学成就，还在于他是一个爱好和平的反战斗士。
爱因斯坦是核武器理论的提出者，但又是极力反对核战争的倡导者。
[知识图示]主题一经典力学理论与相对论的关系史料一在牛顿时代，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惟一道路；①牛顿所创造的概念，至今仍然指导着我们的物理学思想。
——爱因斯坦史料二①绝对空间，就其本性而言，是与外界任何事物无关而且永远是相同的和不动的。
——牛顿《自然哲学的数学原理》史料三①空间和时间不可能离开物质而独立存在，②空间的结构和性质取决于物质的分布。
——爱因斯坦《相对论》[史料解读](1)由史料一中的①可知，爱因斯坦并没有否定牛顿力学，而是肯定了牛顿力学对现代物理学的指导意义。
(2)史料二中的①反映的是牛顿的绝对时空观。
(3)史料三中的①是说空间、时间是与外部事物相联系的，受其影响。
②说明空间取决于物质的分布，因此会有变化。
[问题思考](1)爱因斯坦认为相对论与牛顿力学是什么关系？(2)相对论对经典力学有什么新发展？答案(1)爱因斯坦认为，牛顿力学至今仍然在指导着我们的物理学思想。
因此，爱因斯坦并没有否定牛顿力学，而是认为牛顿力学是相对论的基础，相对论是牛顿力学的发展。
(2)牛顿认为空间是绝对的，而爱因斯坦认为时间、空间是相对的，爱因斯坦否定了牛顿的绝对时空观，弥补了经典力学在认识宏观世界上的不足。
经典力学理论与相对论的关系(1)批判和修正①牛顿力学体系概括了物体机械运动的基本定律，这些定律有一个不容忽视的前提，即物体运动是在低速情况下，这些定律才适用。
②而爱因斯坦提出相对论，否定了牛顿的绝对时空观，指出了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，物质质量随着运动速度的变化而变化，并提出质能转化原理。
(2)继承与发展①牛顿力学是整个力学的基础，他所关注的是宏观的世界和低速运动的物体。
②相对论发展了牛顿力学，把人类的目光引向了微观世界和高速运动的物体，又使得牛顿力学成为相对论力学在低速状态下的一个特例。
这既是对传统物理学的一次伟大革命，同时又促进了物理学研究的进一步发展。
主题二全面评价爱因斯坦史料一在一片“牛顿被推翻了”的叫喊声中，爱因斯坦说：“①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。
②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。
”——《巨人百传丛书——爱因斯坦》史料二1933年，①爱因斯坦倡议通过军事手段对抗希特勒的纳粹德国……1947年他写了一封致联合国大会的公开信，②建议建立包括苏联在内的“世界政府”，管理核武器。
——安德鲁·罗宾逊《爱因斯坦相对论一百年》[史料解读](1)由史料一中的①可知，爱因斯坦认为牛顿的经典力学具有不可替代性。
①中的“这一理论”指相对论。
②爱因斯坦肯定了牛顿经典力学对近代自然科学的基础作用。
(2)史料二中的①说明爱因斯坦反对德国法西斯，②说明爱因斯坦反对核战争，总之，史料二反映了爱因斯坦追求世界和平的政治理想。
[问题思考](1)史料一中爱因斯坦如何看待经典力学？这体现了爱因斯坦怎样的人格魅力？(2)史料二中，身为科学家的爱因斯坦有着怎样的政治理想？试从爱因斯坦的科学态度谈谈你的认识。
答案(1)看待：经典力学是近代自然科学的基础。
人格魅力：谦逊、包容、理性。
(2)政治理想：追求世界和平。
认识：合理利用科技，趋利避害。
科学可以制造战争，也可以制止战争，关键取决于人类本身；坚决反对利用科技进行战争的企图。
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。
(1)科学贡献①爱因斯坦提出光量子假说，圆满地解释了光电效应问题。
后来进行光辐射学的研究，并于1921年因光电效应研究获得诺贝尔物理学奖，他的研究推动了量子力学的发展。
②狭义相对论揭示了作为物质形式存在的空间和时间统一成一个四维空间，爱因斯坦的相对论是人类认识自然过程中的一次质的飞跃，推动了现代科学技术的发展。
(2)倡导和平①他反对侵略战争，反对军国主义和法西斯主义，反对民族压迫和种族歧视，为人类的进步进行坚决的斗争。
②倡议各国认识核战争的极端危险性，各国科学家用自己的言行来维护世界和平。
(3)爱因斯坦一生淡泊名利，他获得了许多荣誉，但他从来没把这些荣誉看得很重。
1．“他打破绝对静止的时空观，改变着人们看世界的角度和方式；他爱好和平反对战争。
”文中的“他”是指( )A．牛顿B．达尔文C．爱因斯坦D．普朗克答案 C解析爱因斯坦提出相对论，揭示了空间和时间的可变性，打破了绝对静止的时空观，是人类思想发展史上的一次根本性变革。
2．1919年英国《泰晤士报》曾刊登文章，标题为“科学革命”，副标题为“宇宙新理论”和“牛顿观念的破产”。
这一具有“科学革命”意义的成果是( )A．日心说B．量子论C．经典力学D．相对论答案 D解析根据题干中“宇宙新理论”和“牛顿观念的破产”等信息可知其指的是爱因斯坦相对论，故D项正确。
3．普朗克曾这样评论爱因斯坦的科学成就：“这个原理在物理世界上所引起的革命，只有哥白尼世界体系的引入才能与之相提并论。
”文中的“这个原理”是( )A．相对论B．日心说C．量子假说D．万有引力定律答案 A解析相对论树立了全新的时空观、运动观和物质观，打破了经典物理学绝对化的思维模式，为人们提供了辩证地看待世界的途径，故A项符合题意；B项是哥白尼的科学成就，C项是普朗克的科学成就，D项是牛顿的科学成就。
4．阅读材料，回答问题。
材料1919年11月7日，伦敦报纸对这一重大科学事件作了大量报道。
《泰晤士报》上以“科学中的革命·新的宇宙理论·牛顿的概念被推翻”的标题报道了这次会议。
报道中说：“观测结果决定性地证实了著名物理学家爱因斯坦的预言，而且皇家学会的主席宣称这是发现了被预言存在海王星以来的最惊人的事件。
”(1)《泰晤士报》当时报道的应当是爱因斯坦的哪一重要成果，该成果诞生的标志是什么？(2)报道中为什么说是“……最惊人的事件”？(3)报道标题中说“牛顿的概念被推翻”，请结合所学知识分析相对论与牛顿经典力学之间的关系。
答案(1)标志：广义相对论。
1916年《广义相对论的基础》发表。
(2)爱因斯坦的广义相对论改变了人们对宇宙的认识，他的研究无疑对传统物理学是一次伟大的革命，也是人类自然科学史上的一次革命。
(3)相对论否定了经典力学的绝对时空观，深刻地揭示了时间和空间的本质属性。
它也发展了牛顿力学，将其概括在相对论力学之中，牛顿力学是相对论力学在低速状态下的一个特例，推动物理学发展到一个新的高度。
[基础达标]1．“爱因斯坦是一个造物者！”这是著名华裔物理学家诺贝尔奖得主杨振宁对爱因斯坦的评价。
杨振宁在这里高度评价爱因斯坦，主要依据是爱因斯坦 ( )A．否定牛顿力学体系B．创立现代物理学C．改变了人们的思维模式D．创立了相对论答案 D解析相对论并没有否定牛顿力学体系，而是发展了牛顿力学，将其概括在相对论力学之中，排除A项；现代物理学有两大支柱，一是相对论，二是普朗克提出的量子论，排除B项；人们的思维模式改变不只是因为相对论，排除C项；爱因斯坦的贡献在于创立了相对论，D项正确。
2．有一次，爱因斯坦与卓别林共同出席一个宴会，他们都受到了热烈的欢迎。
卓别林对爱因斯坦开玩笑说：“大家欢迎我是因为他们都能理解我，大家欢迎你是因为他们都不理解你。
”此语意指( )A．绝大多数人盲目欢迎爱因斯坦B．相对论有悖于人们的日常经验C．理论物理与人们日常生活很远D．伟大的科学家不如著名艺术家答案 B解析提取材料中的信息“大家欢迎你是因为他们都不理解你”，这是指爱因斯坦相对论的观点与人们的日常经验不一致。