【创新设计课堂讲义】16-17学年高中历史(人教选修4)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.ppt

【创新新设计课堂堂讲义】16-17学年高中学年高中历史史(人教人教选修修4)第六第六单元元杰出的科学家第杰出的科学家第5课20世世纪的科学的科学伟人人爱因因斯坦斯坦第5课20世纪的科学伟人爱因斯坦课标要求了解爱因斯坦的成长历程及主要科学成就，认识他在社会发展中的作用。1 基础知识导学 梳理知识点拨 2 重点难点探究 理解深化探究3 随堂达标检测 巩固应用反馈4 教材问题解答 答疑释惑应用栏目索引 CONTENTS PAGE 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。基础知识导学 梳理知识点拨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 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 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。知识点拨 相对论发展了牛顿力学，把牛顿力学概括在相对论力学之中，牛顿力学是相对论力学在低速运动状态下的一个特例。牛顿力学狭义二、推动量子力学的发展1.广义相对论(1)标志：1916年发表论文 。(2)内容等效原理，即在一个加速运动的系统里，物质会自动改变运动状态，而改变这种运动状态的力，就是 。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。惯性力广义相对论的基础(3)意义：改变了人们对 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 假说，解释经典物理学无法解释的光电效应问题。(2)1921年因 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 、统一场论等领域取得重大研究成果。宇宙学宇宙光量子光电效应特别提示 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。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 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 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“”。科学家非常委员会反战宣言和平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、等现代科技或许还在探索之中。知识点拨 爱因斯坦不仅是一个伟大的科学家，也是一个具有高度责任感的社会活动家。宇宙飞船主题一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，物质质量随运动速度的变化而变化，并提出质能转化原理。重点难点探究 理解深化探究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。l探问题材料一在牛顿时代，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。爱因斯坦材料二作为科学家，他的理论非常深奥，一般人无法领悟。作为思想家，他的见解相当深邃，普通人难以理解。可是，这样一位科学精英和思想精英，为什么会走进大众的生活，成为家喻户晓的人物，并受到全世界男女老少的尊敬和爱戴呢爱因斯坦是一位有社会责任感和科学良心的世界公民。爱因斯坦与大众科学的诞生(1)材料一中“牛顿所创造的概念”、材料二中爱因斯坦的“理论非常深奥”分别指的是什么？它们之间的关系如何？答案牛顿：经典力学。爱因斯坦：相对论、光子理论。爱因斯坦的相对论是对牛顿经典力学的继承与发展。(2)1952年11月8日，以色列总理本古里安提名爱因斯坦为总统候选人。根据材料二和所学知识，说明爱因斯坦被提名为以色列总统候选人的原因。答案爱因斯坦在科学上作出了杰出贡献；具有强烈的正义感、社会责任感和科学良心；是犹太人中的杰出人物。l教方法图示法理解相对论与经典力学的继承与发展主题二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。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。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。l探问题材料一(英国)皇家学会会长汤姆逊曾说过：“爱因斯坦的相对论是人类思想史上最伟大的成就之一，也许就是最伟大的成就。它不是发现了一个孤岛，而是发现了新的科学思想的新大陆。”爱因斯坦获得诺贝尔奖来之不易。当时，有不少德国的诺贝尔奖获得者威胁说，如果给相对论授奖，他们就要退回已获的奖章，结果评选委员会找到了一个办法，让爱因斯坦作为光电效应理论的建立者而得奖，相对论始终没有获得诺贝尔奖。吴国盛科学的历程材料二一般公众，甚至许多当权的人都没有意识到使用核弹的战争究竟会引起怎样的后果。一般公众仍然用城市的毁灭来想象，据了解，新的核弹比旧的核弹有更大的威力，一颗原子弹能毁灭广岛，而一颗氢弹能毁灭像伦敦、纽约和莫斯科那样的特大城市。我们向自己提出的问题应当是：能采取怎样的措施来制止一场其结局对一切方面都必然是灾难的军事竞赛。罗素爱因斯坦宣言(1)结合材料一分析，应如何看待爱因斯坦获得诺贝尔奖时所发生的事情？答案说明人们对任何一种新生事物的认识都是一个极其艰难的过程，即使在以尊重真理为最高准则的科学界也不例外；映衬了爱因斯坦敢于打破权威、勇于探索和坚持真理的科学精神。(2)材料二反映了爱因斯坦哪些主张？答案反映了爱因斯坦反对使用原子武器和核军备竞赛，主张维护世界的和平与发展。(3)结合材料一、二，简评爱因斯坦。答案爱因斯坦不仅是一个伟大的科学家，也是一个具有高度责任感的社会活动家。l教方法爱因斯坦的伟大之处在于他不仅仅是伟大的科学家，更重要的是他超越了科学家的范畴，超越了狭隘的民族主义，始终是一名反战斗士和人道主义者，始终强调科技进步服务于全人类的和平与发展，反对科技的滥用。1.爱因斯坦的一生，使近代物理学大放光芒。哪一时期为他从事理论物理学研究奠定了基础()A.童年 B.中学C.大学 D.工作后解析爱因斯坦上大学时主修数学和物理，渐渐地迷上了物理学，为以后研究打下了良好基础。C1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6随堂达标检测 巩固应用反馈2.黄易先生是“穿越小说”的鼻祖。他的代表作品寻秦记，描述了20世纪的一个特种兵，因时空机器出故障，被送到战国末期的赵国，参与了战国末期到秦初波澜壮阔的列国争战的故事。现代科学的发展有可能为此种“穿越”提供理论上的支持。你认为，该理论应该是()A.量子理论 B.相对论C.基因学说 D.经典物理学1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6解析相对论提出了相对性原理，认为时间、空间、运动、质量是相对的，是可以互相转化的。答案B1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 63.20世纪初，爱因斯坦相对论的提出是物理学的一场变革。它()A.否定了经典力学体系B.打破了绝对时空观C.彻底解决了19世纪以来物理学面临的危机D.标志着对物质世界的认识开始进入微观粒子时代解析爱因斯坦的相对论提出时间和空间都是物质存在的形式，随着物质运动的速度变化而变化，时间、空间、运动、质量不是绝对不变的，而是相对的。A、C项表述错误；D项指量子论。B1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 64.20世纪初，物理学本身发生了一场革命性的变化。下列选项中推动这一变化的是()A.电的发明和利用B.量子论的提出和发展C.经典力学的发展D.原子能在军事上的应用解析解答本题的关键是抓住题干提供的时间“20世纪初”。电的发明和利用是在19世纪；经典力学是在17世纪末；原子能在军事上的应用是20世纪四五十年代。B1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 65.爱因斯坦对待原子弹的态度前后貌似矛盾，实则相同。爱因斯坦主张制造和销毁原子弹都是为了()A.人类和平 B.拯救犹太人C.摧毁法西斯 D.证明其理论的科学性解析爱因斯坦因忧虑纳粹德国研制核武器，提议率先研制成原子弹，以制止战争；销毁原子弹则是为了消除核威胁。都是为了人类和平，故选择A项。A1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 66.阅读下列材料：材料一19世纪末，正当物理学家在庆贺“物理学大厦”落成之际，科学实验却发现了许多经典物理学无法解释的事实。首先是世纪之交物理学的三大发现：电子、X射线和放射性现象的发现。其次是经典物理学的万里晴空中出现了两朵“乌云”：“以太漂移”的“零结果”和黑体辐射的“紫外灾难”。1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6材料二20世纪初，爱因斯坦发表了具有划时代意义的论文，为物理学的发展作出了重要贡献。为纪念这一奇迹100周年，2004年6月10日，联合国大会召开第58次会议鼓掌通过了2005年为“国际物理年”的决议。请回答：1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6(1)材料一中的“物理学大厦落成”指的是什么？它是在怎样的背景下落成的？解析考查经典物理学的形成及原因，即牛顿力学体系的建立及原因。答案经典物理学。背景：资本主义经济的发展；人文主义的兴起和发展极大地解放了人们的思想；自然科学从神学的束缚中解脱出来。1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6(2)结合材料二，指出20世纪初，物理学理论有什么新发展？其发展的原因是什么？解析根据材料内容可判断为相对论的提出，原因应结合材料与教材知识解答。答案由经典物理学发展到相对论。原因：科技革命的推动；经典物理学出现危机；科学理论有了重大突破。1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6(3)物理学理论的新发展在当时有什么意义？解析考查相对论的意义，可结合所学知识解答。答案相对论的提出是物理学领域最伟大的革命，在很大程度上解决了19世纪末出现的经典物理学的危机，极大地扩展了物理学应用的领域。同时，相对论也打破了经典物理学绝对化的思维，为人们提供了辩证地看待世界的途径。1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6学思之窗1.你认为爱因斯坦的科学创新体现了哪种精神？(教材第134页)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。教材问题解答 答疑释惑应用2.对这两种截然相反的态度，你怎样看？(教材第136页)提示爱因斯坦热爱科学，也热爱人类。他没有因为埋头于科学研究而把自己置于社会之外，一直关心着人类的文明和进步，并为之顽强、勇敢地战斗。他说过：“人只有献身于社会，才能找出那短暂而又有风险的生命的意义。”他自己正是这样去做的。3.这是爱因斯坦的两句名言，对爱因斯坦来说，生命的意义是什么？(教材第136页)提示对爱因斯坦来说，生命的意义在于设身处地地替别人着想，忧他人之忧，乐他人之乐，并竭尽全力为改善人类境况而奋斗。探究学习总结(教材第136页)一、本课测评1.爱因斯坦对人类科学发展的主要贡献是什么？提示爱因斯坦对人类科学发展的主要贡献科学成就内容影响相对论狭义相对论两条基本原理，一是相对性；二是光速不变原理改变了牛顿力学绝对的时空观，揭露物质和能量相当性，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相对论广义相对论两条基本原理，一是等效原理；二是广义相对性改变了人们对宇宙的认识，在其指引下，天体和宇宙演化观测研究开展起来光电效应研究1905年提出光量子假说，解释光电效应问题；1921年因光电效应研究而获诺贝尔物理学奖推动了量子力学的发展其他领域宇宙学、统一场论等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2.爱因斯坦为人类和平事业做了哪些工作？提示(1)签署反战宣言。(2)反对法西斯。(3)反对核战争，倡议各国科学家用自己的言行维护世界和平。二、学习延伸1.对比牛顿与爱因斯坦的主要科学成就，分析爱因斯坦在哪些方面发展了牛顿的理论。提示牛顿的经典力学理论表明牛顿的时空观是“绝对时间”和“绝对空间”理论，在此基础上存在着“绝对运动”。爱因斯坦狭义相对论则认为时空与运动都是相对的。狭义相对论反映的是物体高速运动时的客观规律，而牛顿力学反映的是物体低速运动时的客观规律，狭义相对论把牛顿力学作为低速运动理论的特殊情形包括在内，是对牛顿力学的继承和发展。2.在材料(1)中，爱因斯坦是怎样看待科学和战争的关系的？根据材料(2)分析，爱因斯坦在材料(1)中的主张是不是发生了变化？你怎样评价爱因斯坦的行为？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活动家，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。汇报结束谢谢大家!请各位批评指正