爱因斯坦与相对论

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全班最大的是女孩米列娃· 马莉奇， 米 （1875年12月9日生1948年去世） ，比爱 列 因斯坦大三岁。
娃 米列娃是天生的臀关节脱骱，是跛子。 现属于南斯拉夫塞尔维亚人，原是奥-匈 马 帝国的一部分。大学时因数学未及格肆 莉 业。 奇
她的妹妹叫佐尔卡也如此，弟弟叫米 洛什是医生。
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近年来，公众的物理意识在削弱，国际物 理学界认为必须采取行动，在“2005—世界 物理年”通过展示物理在经济、技术、文化等 方面的重要作用，在全球范围内，让公众承认 物理学对人类文化和文明所作的贡献，争取公 众对物理学的理解与支持，坚定公众对物理学 的信念，推动物理教育，培养物理人才，使物 理学在21世纪得到全新的发展。全球性的纪念 活动包括：“物理照耀世界”光束传递活动； “寻找物理天才”；“物理史图片巡回展”等。 中国物理学会也在积极筹备纪念活动，如：制 作宣传海报；推荐优秀图书；组织“世界物理 年”专题论坛；组织“物理与交叉科学专题研 讨会”；组织知识竞赛及夏令营；发行邮资封
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2005年1月13日，在巴黎召开的国际物理 年发起会议上，国际物理年在全球正式启动。 紧接着，1月19日，德国总理施罗德和教育和科 研部长布尔曼女士在柏林历史博物馆宣布“爱 因斯坦年”庆祝活动正式开始。在柏林、波茨 坦和其他德国城市，人们在今年将会举行一系 列的会议、讲座和展览等活动，来庆祝相对论 发表100周年，施罗德称赞爱因斯坦“用他的 思想给科学带来了彻底变革，并改变了世界”。 中国物理学会常务理事、中国科学院物理 研究所研究员聂玉昕说：“把2005年作为国际 1月19日，在德国首都柏林德国历史博物馆 物理年有三个意义，纪念爱因斯坦，为物理学 里举行的一个纪念爱因斯坦的活动上，爱 吸引人才，以及唤起社会对物理学的关注。” 因斯坦的科学公式被投影播放到墙面上。
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爱因斯坦与相对论
1979年美国弗罗里达州迈阿密市 Shenandoah中学的初中学生，为纪念 爱因斯坦100岁诞辰，在草地上组成他 ——“世界物理年在中国”讲座 著名的公式 E=mc2
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这是对1905年 爱因斯坦主要贡献 的表达
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1、“世界物理年”的由来
“在四位近代物理学创立者的基 础上我得以建立自己的理论”
伽利略 牛顿
麦克斯韦 洛伦兹
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19世纪理论科学的巅峰状 德国著名物 There is nothing new to 态以及其中隐含的危机以物理 理学家普朗克年 be discovered in physics 轻时曾向他的老 它同时指出明 学最为典型。海王星的发现显 now. All that remains is 师表示要献身于 朗的天空中还 more and 理论物理学，但 more precise 示了牛顿力学无比强大的理论 有两朵乌云， 他的老师：“年 measurement. 威力。麦克斯韦电磁场理论的 一朵与黑体辐 轻人，物理学是 1900 一门已经完成了 射碰到的困难 建立，实现了光学、电磁学与 的科学，不会再 有关，另一朵 有多大的发展了， 力学的第一次大综合，使物理 与“以太” 开尔文（英国） 将一生献给这门 开尔文（英国） （光行差）理 普朗克（德国） 学显示出了一个较为完整的体 Lord William Thomson 学科，太可惜 Lord William Thomson Kelvin, 1824~1907 了。” Max Plank, 1858~1947 论碰到的困难 Kelvin, 1824~1907 系。 有关。
员尼 • 1902年在同学格罗斯曼父亲的帮助下爱因 时专 斯坦在伯尔尼担任三级专利审查员（图中 是新专利局） 的利 爱局 • 1902到1909年，爱因斯坦在伯尔尼市当 专利初步审查员七年。他在该局工作的成 因做 绩很好。同时在业余自己做理论物理的研 斯三 哈比克 索罗文 究，并有极好的结果。以前专利局的房子 坦级 Konrad Maurice 因有新建设而拆去。新的专利局是在爱因 Habicht 专 Solovine 斯坦街2号。 伯尔尼专利局担任三级专利审查 员（图中是新专利局）
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1903年
• 1903年1月6日与米列娃在伯尔尼举 行市民式的婚礼。 • 1901、1902、1903、1904年相继给 德国《物理学年签》各发表一篇。
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关于汉斯· 爱因斯坦
• 1926年从瑞士联邦技术学院毕业获土木工程师 证书，成为瑞土多特蒙德钢铁结构设计师。 • 1928年和弗瑞达· 克内克特结婚。 • 1930年爱因斯坦的长孙伯恩哈德· 西泽（Bernard） 出世，现住在伯尔尼。 • 1936年汉斯取得联邦技术学院哲学博士学位， 1938年移居美国，前妻在美国去世；后又娶了 伊莉莎白· 罗伯茨。 • 1947～1971年在加利福利亚大学任水力工程学 教授。 • 1973年因心脏病去世，葬于马尔撒葡萄园中。 • 墓牌墓志铭是：“一生奉献于他的学生、研究、 右图为汉斯和爱因斯坦1929年 大自然和音乐。
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19世纪末，由于物理学领域的辉煌成就， 使其它科学领域到处都洋溢着新的大胆的思 想，这是一个社会和智力上使人激奋和变化 的新的时期，文学人物意气风发，人文学科 开始反叛学究主义．人们常说：19世纪末叶 与20世纪初叶对科学来说，是一个与历史上 艺术的文艺复兴时代具有同样光辉灿烂而独 特的时代．正如这个复兴时代的主要代表人 物之一，玛丽· 居里（Curie．M）所说：“在 科学上，我们应使自己只与事物打交道而不 牵涉到人。” 正在这个时期，一位26岁的年 轻人潇洒地走向了物理学前台,他就是阿尔伯 阿尔伯特.爱因斯坦 特.爱因斯坦（Albert Einstein）。
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1750米高的 Wilson 山上 • 1881、87年：无结果试验 的小屋
• 地球带动着环绕它的以 太旋转，以至于总是相对 于它是静止的。
• 光的速度与光源的运动无关。 不能认定运动的物体带动周围 的以太。
• 从根本上放弃牛顿的思想。
世界物理年在中国 面对着经典力学的严重危机，爱尔兰物理学家菲 • 兹杰拉德（G.F.Fitzgerald 1851-1901）、荷兰著名 1889年 • 物理学家洛伦兹（H.A.Lorentz 1853-1928）、法国 Science 著名物理学家庞伽莱等人在力图挽救力学危机的努 力中，为狭义相对论的诞生开拓了道路。 1895年爱尔兰物理学家菲兹杰拉德和洛伦兹独 立地作出了大胆的假定：运动物体在沿着它的方向 缩短了。一码长的棍棒当沿它的长度方向运动时比 它静止时短。基于这个假定，迈克尔逊和莫雷的实 验能够得到解释，即把以太看做是静止的、不随着 地球运动的。用物质的电学理论来解释这个收缩假 说就部分地消除了这个收缩假说的不可思议的情形。 (爱尔兰) 洛伦兹在这个假说方面走得更远，他从数学上推导 George Francis FitzGerald 出距离和时间的加法法则。这个加法法则和牛顿力 1851~1901 学是相背离的，并且一般都把它称为“洛伦兹变 换”。他已经很接近于现代狭义相对论。
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验证以太
υ
E
假设太阳相对于 以太是静止的， 18 迈 地球的速度为υ克 52
逊 19 （ 31 与轨道速度 美 方向垂直的 国 ） 光速: c Albert A. Michelson ~
S
迈克逊干涉仪 E · υ Michelson interferometer
与光线垂直的 方向测出的光 速: c±υ
·
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2．狭义相对论的创立
世界物理年在中国 We had a wonderful time in those • 1900年～1902年主要在瑞士苏黎世温特 利在 days in Bern in our cheerful 图尔中学代课教师。 审伯 'Academy,' which was less childish •those respectable ones which I 1900年12月向德国《物理学年鉴》投关于 than 查尔 毛细现象的第一篇论文。 later got to know only too well.
（Albert Einstein）
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1．爱因斯坦的初期经历
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父亲Hermann
•1879 年 3 月 14 日 上 午 11∶30 ， 阿尔贝特· 爱因斯坦在德国鸟 尔姆火车站街B 135号出生。
母亲Pauline
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爱因斯坦和 妹妹玛利亚 爱
•
因 1891年，爱因斯 斯 坦的妹妹玛利亚 坦 （爱因斯坦称呼 的 她叫玛雅）。玛 雅于1908年12月 童 21日获柏林大学 年
1895年春，16岁的爱因斯坦未能进入苏黎世联邦工业 瑞士的苏黎世联邦工业大学 大学，1895年秋在瑞士的阿劳高中学习（图示）。
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赫尔曼· 闵可夫斯基 （Hermann Minkowski）
Hale Waihona Puke Baidu哥廷根大学数学系 哥廷根大学
大卫· 希尔伯特 克莱因 （David Hilbert）弗利克斯· （Felix Klein）
2．爱因斯坦初期经历 3．狭义相对论的创立 4．爱因斯坦的家庭生活 5．广义相对论的诞生 6、爱因斯坦与诺贝尔奖 7、爱因斯坦与美洲大陆
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1、“世界物理年”的由来
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1905年，爱因斯坦先后发表了5篇具有划 时代意义的论文，为相对论的建立奠定了基础， 为量子理论的发展作出了重要贡献。为纪念这 一 奇 迹 年 100 周 年 ， 全 球 物 理 学 界 一 致 呼 吁 2005年为“世界物理年”。 该倡议首先由欧洲物理学会（EPS）在 2000年“第三届世界物理学会大会”上提出； 2002年，得到国际纯粹与应用物理联合会（ IUPAP）第24次全体大会的一致通过；在2003 年召开的联合国教科文组织（UNESCO）全体 会议第32次会议上，表决通过了支持2005年为 世界物理年的决议；2004年6月10日，联合国 大会召开第58次会议，会议鼓掌通过了2005年 为“国际物理年”的决议。
哲学博土学位。 他们俩一直非常 好。
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1888年入慕尼黑的卢特堡德高级中 1894年，15岁的爱因斯坦全家由于生意不景气 学（前排右第三位） 迁往意大利米兰，他徒步140英里从慕尼黑去米兰。
世界物理年在中国 阿劳高中
• 1896年入苏黎世的瑞士联邦工业大学 《ETH》学习，于1900年毕业。爱因斯坦 当时17岁，是全班中最小的。他的数学老 师是H．闵可夫斯基和A．赫维茨,都是第 一流的学者。爱因斯坦和马塞尔· 格罗斯曼 的同学结成了朋友。
乐观的世纪末
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• 1865年麦克斯韦方程组 • 光学、电磁学与力学的统一 • 光速=电磁波的传播速度 • 基本常数 • 1879年，探测以太的方法 • 让光线分别在平行和垂直与 麦克斯韦 （英国） 地球运动的方向等距离地往返 James Clerk 传播 Maxwell
1831-1879
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“世界物理年在中国”活动
◆2月26日，国家邮政局发行“世界物理年”纪念邮资明信片 ◆4月15日，组织“世界物理年”纪念大会 ◆ 4月19日，组织万名学生参加全球性的“物理照耀世界”光 束传递活动 ◆4月－10月，举行面向领导干部，青少年的专题报告 ◆4月，发行“世界物理年” 系列挂图（每套50张） ◆4月，举办“穿越时空的物理之光”展笕 ◆6月3日，召开“世界物理年”学术报告会 ◆6月－8月，开展“世界物理年纪念丛书”联展活动 ◆7月，举办“2005爱因斯坦展笕” ◆7月－8月，举办中学生“世界物理年夏令营”活动 ◆8月，召开“物理与交叉科学专题研讨会” ◆9月18日－20日，召开中国物理学会2005年秋季学术会议 （主题是：世界物理年） ◆12月，举办“物理学与中国可持续发展工程科技论坛”等等
在柏林爱因斯坦的书房。
1904年长子汉斯出生
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汉斯· 爱因斯坦的儿子伯恩哈德· 西泽
爱因斯坦的长孙伯恩哈 德· 西泽（右）和爱因斯坦纪念 馆馆长布尔基教授（H.Burki） 在爱因斯坦纪念馆中，伯恩哈 德· 西泽现住在瑞士伯尔尼。
1960年，汉斯· 爱因斯坦在加 利福利亚大学
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