《20世纪的科学伟人爱因斯坦》课件(人教版选修四《中外历史人物评说》)资料.ppt
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1、爱因的天才头脑至今仍影爱因的天才头脑至今仍影响着各行各业,而斯坦市场玩响着各行各业,而斯坦市场玩家们光是为他的形象每年就肯家们光是为他的形象每年就肯签无数张大数目支票。近来要签无数张大数目支票。近来要求购买爱因斯坦肖像权的客户求购买爱因斯坦肖像权的客户数量超过其他任何名人。爱因数量超过其他任何名人。爱因斯坦的姓名使用权则归耶路撒斯坦的姓名使用权则归耶路撒冷的希伯来大学所有,该大学冷的希伯来大学所有,该大学近来从迪士尼旗下一条以近来从迪士尼旗下一条以“爱爱因斯坦宝宝因斯坦宝宝”为名的益智玩具为名的益智玩具和录像产品线得到的收益也数和录像产品线得到的收益也数额可观。额可观。“爱因斯坦爱因斯坦”无处
2、不在无处不在毫不夸张地说,根据爱因斯坦创立的科学理论而衍毫不夸张地说,根据爱因斯坦创立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、数码照相机落。电脑游戏、公共汽车、数码照相机我们衣我们衣食住行的每个细节都闪现着爱因斯坦的影子。食住行的每个细节都闪现着爱因斯坦的影子。烟雾探测器烟雾探测器这里用一个假设的这里用一个假设的“你你”做比喻。早晨当你从下榻做比喻。早晨当你从下榻的宾馆起来,走出房间准备晨练时,请注意你头上的宾馆起来,走出房间准备晨练时,请注意你头上的烟雾探测器。它利用放射性物质镅的烟雾探测器。它利用放射性物
3、质镅-241释放出能释放出能量,产生一小束带电粒子。一旦发生意外,从火焰量,产生一小束带电粒子。一旦发生意外,从火焰里冒出来的烟雾与粒子束发生反应,触动警报器自里冒出来的烟雾与粒子束发生反应,触动警报器自动拉响。动拉响。由于镅的原子核不稳定,一旦裂开,质量似乎就消由于镅的原子核不稳定,一旦裂开,质量似乎就消失了一些,因为碎片的质量比原来的原子核小。其失了一些,因为碎片的质量比原来的原子核小。其实,镅原子的质量根本没有消失。这是爱因斯坦告实,镅原子的质量根本没有消失。这是爱因斯坦告诉我们的。诉我们的。平坦的公路平坦的公路回到家后你要开车去上班,你车轮下的平坦公回到家后你要开车去上班,你车轮下的平
4、坦公路里也刻着爱因斯坦的功劳。在爱因斯坦的博路里也刻着爱因斯坦的功劳。在爱因斯坦的博士论文中探讨了在不同溶液中测量分子的新方士论文中探讨了在不同溶液中测量分子的新方法,这些方法后来成为胶体化学的基本方法。法,这些方法后来成为胶体化学的基本方法。建材工程师在建造公路时,就是利用他的研究建材工程师在建造公路时,就是利用他的研究成果。成果。电脑显示器电脑显示器来到办公室,你打开电脑开始工作。在短促的瞬间,电子来到办公室,你打开电脑开始工作。在短促的瞬间,电子正从显像管的阴极发射出来,好像在飞驰过程中获得了能正从显像管的阴极发射出来,好像在飞驰过程中获得了能量,积聚在显示屏上量,积聚在显示屏上这正好符
5、合爱因斯坦的狭义相这正好符合爱因斯坦的狭义相对论。发明电脑显示器的工程师必须使显示器符合对论。发明电脑显示器的工程师必须使显示器符合“相对相对论效应论效应”,否则控制电子飞驰的磁铁就会在显示屏上产生,否则控制电子飞驰的磁铁就会在显示屏上产生模糊图像,使你无法工作,当然,精彩的电脑游戏也玩不模糊图像,使你无法工作,当然,精彩的电脑游戏也玩不起来了。起来了。精准的激光精准的激光下班后你到超市购物,你手里的每一件商品条形码也得益下班后你到超市购物,你手里的每一件商品条形码也得益于爱因斯坦的激光理论,只有激光才能准确读出条形码中于爱因斯坦的激光理论,只有激光才能准确读出条形码中的编码。的编码。太阳能电
6、池太阳能电池假如你想用太阳能光电池为自己的居室提供能量。假如你想用太阳能光电池为自己的居室提供能量。这些光电池能够把太阳能转成电能,爱因斯坦在这些光电池能够把太阳能转成电能,爱因斯坦在90年前发表的一篇论文里就首次正确地分析过这一转年前发表的一篇论文里就首次正确地分析过这一转换原理。换原理。他发现光子具有能量。某些光子携带的能量足以克他发现光子具有能量。某些光子携带的能量足以克服将电子集中于某种金属的服将电子集中于某种金属的“粘性粘性”,这就是著名,这就是著名的光电效应。的光电效应。数码相机数码相机星期天,你会和家人轻松郊游。当你打开数码星期天,你会和家人轻松郊游。当你打开数码相机,准备摄下家
7、人温馨的笑容时,要先感谢相机,准备摄下家人温馨的笑容时,要先感谢爱因斯坦。从镜头飞进来的光子会把半导体里爱因斯坦。从镜头飞进来的光子会把半导体里的电子挤走,这同样利用了宝贵的光电效应。的电子挤走,这同样利用了宝贵的光电效应。药物药物倘若你身体有点小毛病,需要药物调理。许多药物制造得益于倘若你身体有点小毛病,需要药物调理。许多药物制造得益于爱因斯坦那篇有关布朗运动的论文。爱因斯坦那篇有关布朗运动的论文。英国植物学家罗伯特英国植物学家罗伯特布朗最先观察到,悬浮的液体中的微粒布朗最先观察到,悬浮的液体中的微粒永远不停地做无规则运动。爱因斯坦则利用布朗运动创立了将永远不停地做无规则运动。爱因斯坦则利用
8、布朗运动创立了将微观数量和宏观数量联系在一起的统计法。微观数量和宏观数量联系在一起的统计法。直到今天,这些统计法仍是全世界药剂师必须遵循的配比法则。直到今天,这些统计法仍是全世界药剂师必须遵循的配比法则。全球定位系统全球定位系统万一彩票中了大奖,得意忘形的你不幸成为寻人启万一彩票中了大奖,得意忘形的你不幸成为寻人启事中主角,那也没有关系,你身上携带的事中主角,那也没有关系,你身上携带的GPS(全(全球定位系统)能帮助你与搜索人员取得联系。球定位系统)能帮助你与搜索人员取得联系。100年年前爱因斯坦发现,如果想把发生在不同地点的多个前爱因斯坦发现,如果想把发生在不同地点的多个事件联系在一起考虑,
9、那么传统的时间概念就不够事件联系在一起考虑,那么传统的时间概念就不够充分。充分。虽然全球定位系统卫星上安装了精确的原子钟,但虽然全球定位系统卫星上安装了精确的原子钟,但是,如果没有地面原子钟对卫星原子钟的时间调整,是,如果没有地面原子钟对卫星原子钟的时间调整,定位系统每天发给地面的信号就会出现定位系统每天发给地面的信号就会出现1.6千米的偏千米的偏差。差。控制控制X射线的能量射线的能量你长了一个肿瘤,幸亏是良性的,但因长在胸腺上,你长了一个肿瘤,幸亏是良性的,但因长在胸腺上,手术后需要放射治疗。医生在为你实施放射治疗前,手术后需要放射治疗。医生在为你实施放射治疗前,需要估计需要估计X射线可能对
10、你细胞造成的伤害,根据就是射线可能对你细胞造成的伤害,根据就是爱因斯坦的爱因斯坦的E=mc2。这同样是这同样是100年前爱因斯坦的重大发现:任何质量都年前爱因斯坦的重大发现:任何质量都可以被看作是被压缩的能量。要想知道某一质量能可以被看作是被压缩的能量。要想知道某一质量能够产生多少能量,可以把消失的质量乘以光速的平够产生多少能量,可以把消失的质量乘以光速的平方方那绝对是一个天文数字!据此理论造出原子那绝对是一个天文数字!据此理论造出原子弹、氢弹的同时,也治好了你的胸腺瘤。弹、氢弹的同时,也治好了你的胸腺瘤。假如没有爱因斯坦假如没有爱因斯坦第第5 5课课2020世纪科学巨匠爱因斯坦世纪科学巨匠爱
11、因斯坦要求掌握要求掌握:了了解解爱爱因因斯斯坦坦的的成成长长历历程程及及主主要要科科学学成成就就,认认识他们在社会发展中的作用。识他们在社会发展中的作用。感感受受爱爱因因斯斯坦坦脚脚踏踏实实地地地地进进行行科科学学研研究究和和勇勇于于科学创新的精神科学创新的精神 一、科学伟人的成长历程:一、科学伟人的成长历程:1、少年时代的爱因斯坦:很少讲话,善于思考。、少年时代的爱因斯坦:很少讲话,善于思考。罗盘针的故事罗盘针的故事“书读得太多,而脑筋用得太少的人,都会落入懒得思考的习惯。书读得太多,而脑筋用得太少的人,都会落入懒得思考的习惯。”爱因斯爱因斯坦坦“不是我聪明,只是我和问题周旋得比较久。不是我
12、聪明,只是我和问题周旋得比较久。”爱因斯坦爱因斯坦2、中学时代的爱因斯坦、中学时代的爱因斯坦“不守纪律、心不在焉、想入非非不守纪律、心不在焉、想入非非”中学老师给爱因斯坦的评语:中学老师给爱因斯坦的评语:学校也断言:学校也断言:爱因斯坦将爱因斯坦将“一事无成一事无成”并将他赶出学校。并将他赶出学校。爱因斯坦在爱因斯坦在10岁时,进入了慕尼黑的路提波德中学。他喜欢上了数学,并开始岁时,进入了慕尼黑的路提波德中学。他喜欢上了数学,并开始自学高等数学。没过多久,数学老师已经不是他的对手了,常常被自学高等数学。没过多久,数学老师已经不是他的对手了,常常被小爱小爱问得张问得张口结舌。有一次,数学老师公开
13、对他说:口结舌。有一次,数学老师公开对他说:“如果班上没有你这个学生,我会非如果班上没有你这个学生,我会非常愉快。常愉快。”小爱困惑地说:小爱困惑地说:“我并没有做对不起老师的事呀!我并没有做对不起老师的事呀!”“但是,你提但是,你提的问题经常使我心神不定。的问题经常使我心神不定。”在某次吃晚饭的时候,爱因斯坦打破了沉默,他说在某次吃晚饭的时候,爱因斯坦打破了沉默,他说“这汤太烫了。这汤太烫了。”这下他的父母这下他的父母才放心,然后问他为什么之前不说话。爱因斯坦答道:才放心,然后问他为什么之前不说话。爱因斯坦答道:“因为到现在为止一切都很因为到现在为止一切都很正常。正常。”爱因斯坦没有通过大学
14、的入学考试爱因斯坦没有通过大学的入学考试“幸福的人对现状太满足了,所以不大会去想到未来。另一方面,青年人则爱致力于幸福的人对现状太满足了,所以不大会去想到未来。另一方面,青年人则爱致力于构想一些大胆的计划。我若有幸考取,我就会到苏黎世联邦工业大学去读书了。我会在构想一些大胆的计划。我若有幸考取,我就会到苏黎世联邦工业大学去读书了。我会在那里呆上那里呆上4年,学习数学和物理。我想象自己成了自然科学中这些部门的教师,我选择了年,学习数学和物理。我想象自己成了自然科学中这些部门的教师,我选择了自然科学的理论部分。人们总是喜欢做自己有能力去做的事情。何况科学职业还有某种自然科学的理论部分。人们总是喜欢
15、做自己有能力去做的事情。何况科学职业还有某种独立性,那正是我极喜爱的。独立性,那正是我极喜爱的。”其中历史不合格其中历史不合格3、大学的爱因斯坦:、大学的爱因斯坦:在这里,爱因斯坦的自由散漫发挥到极致。他可以穿着拖鞋进出教室,可以在这里,爱因斯坦的自由散漫发挥到极致。他可以穿着拖鞋进出教室,可以蓬头垢面地整天窝在实验室,可以和同学们在一起自由讨论,可以不去上自己不蓬头垢面地整天窝在实验室,可以和同学们在一起自由讨论,可以不去上自己不喜欢的课。喜欢的课。在他当时看来,物理世界是简单而优美的。在他当时看来,物理世界是简单而优美的。二、爱因斯坦的科学贡献二、爱因斯坦的科学贡献1、狭义相对论的提出、狭
16、义相对论的提出爱因斯坦的头脑里塞满了以太,量子,时间,空间这些东西,以至于给他的爱因斯坦的头脑里塞满了以太,量子,时间,空间这些东西,以至于给他的孩子小汉斯拿着奶瓶喂奶时也时常走神。而逻辑上的混乱让爱因斯坦更是无所适孩子小汉斯拿着奶瓶喂奶时也时常走神。而逻辑上的混乱让爱因斯坦更是无所适从。从。他疲倦地从办公室回到家里,头脑里天旋地转,然而凭直觉爱因斯坦逐步认定有他疲倦地从办公室回到家里,头脑里天旋地转,然而凭直觉爱因斯坦逐步认定有种极平常的经验在作祟,究竟是什么呢?他越想越困,眼睛慢慢快要阖上了,这种极平常的经验在作祟,究竟是什么呢?他越想越困,眼睛慢慢快要阖上了,这时,厨房里传来妻子米列娃的
17、呼唤,时,厨房里传来妻子米列娃的呼唤,“阿尔伯特,吃饭的时间到了,还不快收拾桌子?阿尔伯特,吃饭的时间到了,还不快收拾桌子?”“时间!?时间!?”宛如流星划过脑际,爱因斯坦几乎从椅子上跳将下来。他匆匆翻开宛如流星划过脑际,爱因斯坦几乎从椅子上跳将下来。他匆匆翻开牛顿的牛顿的自然科学的哲学原理自然科学的哲学原理。在上面牛顿以确凿的口气写道:。在上面牛顿以确凿的口气写道:“绝对空间就其本性来说与外界任何事物毫无关系,它永远是同一的,不动的。绝对空间就其本性来说与外界任何事物毫无关系,它永远是同一的,不动的。”“绝对的,真实的数学时间本身按其本性来说是均匀流逝的,与外界的任何事物绝对的,真实的数学时
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