1、第第 20 课课 20 世纪科学巨匠爱因斯坦世纪科学巨匠爱因斯坦 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。 一、相对论 1出身：爱因斯坦出生于德国的一个犹太人家庭。 2成长 (1)爱因斯坦从小就对几何产生了浓厚的兴趣。 (2)大学期间培养了自学和独立思考的能力，对物理学的兴趣也与日俱增。 (3)大学毕业后，他利用业余时间继续研究自己喜爱的物理学。 3相对论的提出：1905 年，爱因斯坦提出了狭义相对论学说，震动了当时的物理学界。后 来，他又建立了广义相对论。 4相对论提出的意义：解决了经典物理学的难题，改变了人们对宇宙的看法；揭示了时空、 物质、运动和引力之间
2、的统一性，为人们认识宏观宇宙打开了一个新的窗口，并扩展了物理 学的应用领域。 疑难辨析 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： 易混易错 爱因斯坦的相对论是现代物理学的标志，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。 二、和平捍卫者 1反对战争 第一次世界大战期间， 爱因斯坦多次表明自己坚定的反战立场， 并参与发起成立反战团体“新 祖国同盟”。 2呼吁和平 20 世纪 50 年代，针对“冷战”加剧的情况，爱因斯坦
3、与英国的哲学家罗素联合发表罗素 爱因斯坦宣言 ，反对核战争，呼吁世界和平。 三、爱好音乐的人 爱因斯坦对物质生活要求很低，一直过着俭朴的生活，爱因斯坦为人善良纯朴，十分谦逊。 爱因斯坦是一位音乐爱好者和优秀的小提琴手。 四、科学巨匠的遗言 1看淡荣誉：爱因斯坦获得了许多奖励，但他从来没有把这些荣誉看得很重。 2“不许把房子变成博物馆”：1955 年 4 月，爱因斯坦在普林斯顿逝世。临终前，把自己 的房子留给他的秘书。 教材互补 爱因斯坦临终遗嘱：不发讣告，不举行宗教仪式，不举行任何公开形式的葬礼，不建坟墓， 不立纪念碑。(北师版) 知识图示 主题一 爱因斯坦的相对论 史料 20 世纪最后一期的
4、时代周刊评选出了一位“世纪人物”， 时代周刊称他为“天 才、政治难民、人道主义者、原子和宇宙谜的开启者”、“以其最伟大的思想和无与伦比的 形象独占鳌头”。他说过这样的名言：“一个人对社会的价值首先取决于他的感情、思想和 行动对增进人类利益有多大作用。” 问题思考 这位历史人物是谁？试列举他“以感情、思想、行动增进人类利益”的主要事迹。 提示 (1)人物：爱因斯坦。 (2)事迹：提出相对论，奠定了现代物理学的理论基础。提出光量子假说，解释了光电效 应，推动了量子力学的发展。在宇宙学、统一场论等物理学方面也有重大成就，他的研究 是物理学及人类自然科学史上的革命。呼吁防止核战争，关注人类的进步与和平
5、。 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：“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。”巨人百传丛书爱因斯坦 史料二 1933 年， 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，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 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
6、理想？试从爱因斯坦的科学态度谈谈你 的认识。 提示 (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 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。
7、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。 11919 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
8、 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。 2下列有关爱因斯坦相对论的叙述，正确的是( ) 时间和空间是随着物质的运动而变化的 质能转化原理是利用原子能的理论基础 从 形式上修正了牛顿的绝对时空观 发展了牛顿力学，把相对论概括在牛顿力学之中 A B C D 答案 C 解析 依据所学知识可知，爱因斯坦的相对论的内容是时间和空间是随着物质的运动而变化 的，故正确；原子能的理论基础是基于相对论的质能转化公式，故正确；相对论从实质 上纠正了牛顿的绝对时空观，把牛顿力学体系概括在相对论中，故错误。所以本题答案 为 C 项，A、B、D 错误
9、。 3 在人类历史发展的浩瀚长河中， 诞生了许多科学成就， 才使人类的物质生活更加丰富多彩。 从经典力学到相对论的发展表明( ) 任何科学成就都是“站在巨人的肩膀上”的发现 人类对自然界的认识随着时代的前进 而不断地发展 人类开始从宏观世界深入微观世界认识客观规律 科学发展是无止境的 A B C D 答案 B 4下列对爱因斯坦的贡献表述有误的是( ) A爱因斯坦因光电效应研究而获得诺贝尔物理学奖 B爱因斯坦创立的相对论是人类认识自然过程中又一次质的飞跃 C在 20 世纪 50 年代成为了一名坚定的反战战士 D创立了“归纳演绎”的科学研究方法 答案 D 5爱因斯坦说：“我不知道第三次世界大战用什
10、么武器，但是第四次世界大战人们将只会用 木棒和石头打仗了。”这个言论表明爱因斯坦是一位( ) A反对战争的科学家 B极端的民族主义者 C狂热的爱国主义者 D鼓吹战争的社会活动家 答案 A 解析 第二次世界大战结束后，爱因斯坦曾致力于防止核战争，成为一位著名的反战运动活 动家，故 A 项符合题意；B、C、D 三项均与题干材料中的有效信息不符。 6阅读下列材料： 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
11、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。英彼得 科尔斯爱因斯坦与大科学的诞生 请回答： (1)材料一中“牛顿所创造的概念”主要是指什么？这一创造对人们的认识论有何影响？ (2)材料二中爱因斯坦的“深奥”理论指的是什么？它与材料一中“牛顿所创造的概念”之 间的关系如何？ 答案 (1)经典力学体系。影响：完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大飞跃。 (2)相对论。关系：爱因斯坦的相对论是对牛顿经典力学的继承与发展。 课时训练课时训练 基础达标 1在相对论创立之初
12、，法国著名物理学家朗之万曾说，全世界只有 12 个人能懂相对论。爱 因斯坦关于相对论的第一篇论文是( ) A 关于光和色的新理论 B 自然哲学中的数学原理 C 论物体的电动力学 D 广义相对论的基础 答案 C 解析 A 项和 B 项都是牛顿的作品，D 项把狭义相对论扩大为广义相对论； 论物体的电动 力学标志着狭义相对论的提出。 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( ) A前者否定了后者 B前者概括了后者 C前者继承了后者 D前者推翻了后者 答案 B 解析 相对论否定了经典力学的绝对时空观，而非经典力学；他发展了经典力学，并将其概 括在相对论力学之中。 320 世纪初，爱因
13、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世界 答案 B 解析 相对论认为时间和空间都是物质存在的形式，随着物质运动速度的变化而变化，而牛 顿的时空观则是静止的、 绝对的， 故 B 项符合题意； 相对论是对牛顿力学体系的继承与发展， 仅仅解决了物理学在宏观世界中面临的危机， 但没有解决微观世界的物理学危机， 故排除 A、 C、D 三项。 4“鉴于未来任何世界大战必将使用核武器，而这种武器威胁着人类的继续生存，我们敦促 世界各国政府认识到并且公开承认，它们的目的决不
14、能通过世界大战来达到，因此，我们也 敦促它们寻求和平办法来解决它们之间的一切争端。”上述材料出自( ) A 波茨坦公告 B 联合国家宣言 C 罗素爱因斯坦宣言 D 苏德互不侵犯条约 答案 C 解析 根据材料和所学知识可知， 材料强调核战争将导致严重后果， 敦促各国政府作出承诺， 不将科学家的科研成果用于战争，据此判断该材料出自罗素爱因斯坦宣言 ，故 C 项正 确。 5爱因斯坦被美国时代周刊评选为“世纪人物”。下列这些称呼与爱因斯坦形象符合的 有( ) 天才 政治难民 人道主义者 原子核宇宙谜的开启者 A B C D 答案 A 解析 根据材料和所学知识可知，爱因斯坦提出光子假设，成功解释了光电效
15、应，创立狭义 相对论和广义相对论，是天才般的物理学家，故正确。1933 年德国纳粹政府查抄他在柏林 的寓所，焚毁其书籍，没收其财产，并悬赏十万马克索取他的人头，故爱因斯坦是政治难民， 正确。爱因斯坦致力于追求和平和正义，是人道主义者，故正确。爱因斯坦提出相对论， 是原子核宇宙谜的开启者，故正确。综上所述，正确，排除 B、C、D，所以选 A。 能力提升 6阅读下列材料： 材料一 有一次，一个美国记者问爱因斯坦关于他成功的秘诀。他回答：“早在 1901 年，我 还是二十二岁的青年时，我已经发现了成功的公式。我可以把这公式的秘密告诉你，那就是 AXYZ！A 就是成功，X 就是努力工作，Y 是懂得休息
16、，Z 是少说废话！这公式对我 有用，我想对许多人也是一样有用。” 材料二 德国著名的物理学家普朗克年轻时曾向他的老师表示要献身于理论物理学，老师劝 他说：“年轻人，物理学是一门已经完成了的科学，不会再有多大的发展了，将一生献给这 门学科，太可惜了。”19 世纪物理学达到了巅峰状态，但其中也隐含着巨大的危机。海王星 的发现显示了牛顿力学无比强大的理论威力，电磁学与力学的统一使物理学显示出一种形式 上的完整，并被誉为“一座庄严雄伟的建筑体系和动人心弦的美丽的殿堂”。在人们的心目 中，古典物理已经达到了近乎完美的程度。 请回答： (1)根据材料一我们知道秘诀“AXYZ”使爱因斯坦成功，结合所学知识说
17、明爱因斯坦 的伟大成就。 (2)你怎样理解材料二中普朗克的老师对他的告诫？“近乎完美”的古典物理学存在什么局 限性？ (3)通过对以上材料的分析，结合所学知识，说明这两位科学家给你带来了什么启示和动力。 答案 (1)经过多年的研究，爱因斯坦提出了狭义相对论和广义相对论，打破了牛顿力学传统 的绝对时空观；爱因斯坦还利用量子论成功地解释了光电效应的出现及光的本质，推动了量 子论的发展。 (2)经典力学体系的建立标志着近代科学的形成， 19 世纪物理学达到了巅峰状态， 物理学似乎 是一门已经完成了的科学。经典物理学建立在对日常生活中常见的低速运动的特质的研究之 上，不适用于微观世界；经典物理学的绝对
18、时空观认为时间和空间是绝对的。 (3)科学真理的发现需要科学家具有勇于探索、执着追求的精神；人类对客观规律的认识在不 断深入，科学理论在不断完善和创新，只要勇于探索、不懈追求，就能有所成就。 解析 回答第(1)、(2)问要注意结合所学知识。第(3)问，应结合自身的学习谈自己的感受。 7阅读下列材料： 材料一 20 世纪初，爱因斯坦从相对论出发提出著名的质能关系式 Emc2，这为核开发提 供了理论基础。 材料二 德国十分重视这一理论的军事价值，在相关研究中处于领先地位。第二次世界大战 爆发之后，爱因斯坦向美国总统罗斯福建议，应抢在德国之前研制出原子弹。 材料三 政府于 1945 年 8 月投放原
19、子弹到日本广岛、长崎，造成平民伤亡严重，爱因斯坦得 知后，非常痛心，他说，致信罗斯福提议研制核武器，是自己一生中最大的错误和遗憾。他 甚至懊悔当初从事科研。 请回答： 结合上述材料，分析爱因斯坦的做法究竟是对还是错？从中我们得到什么启发？我们应怎样 对待科学的发展？ 答案 (1)爱因斯坦基于他对维护人类和平的热忱而做出上述举动，也是正确的。 (2)启发：科学研究应用于促进社会发展、保持人类和平等方面；科学对军事技术进步的推动 作用巨大，有时能起到以暴制暴，从而换取和平的作用；科学研究的初衷，与其后的实际应 用效果之间可能会出现较大偏差等。 (3)态度：科学的发展本身是客观而不受任何利益集团左右的。我们应以理性的态度来看待科 学的发展，既要努力学习，进一步推动科学发展，同时也要控制科研成果的实际应用，使其 向着保护人类的方向发展。 解析 对爱因斯坦的做法和认识可从其主观目的即维护世界和平方面考虑；科技的发展具有 双重作用，我们应尽量趋利避害，使其为人类和平进步事业的发展做出贡献。
