20世纪科学巨匠爱因斯坦

第 20 课 20 世纪科学巨匠爱因斯坦 【知识模块】 1、爱因斯坦作为 20 世纪最伟大的科学家，创立了 ，为科学带来了革命性变 化，提出的质量能量公式 EMC 2，为 的研究提供了理论依据 ， 。 2、1905 年，爱因斯坦发表了他的研究成果，提出了 ，震动当时的物理学 界。 3、狭义相对论和 的问世，解决了经典物理学的难题，改变了人们对宇宙的看 法。 4、相对论的提出揭示了时空、物质、运动和引力的统一性，奠定了系统科学的 和 ，为人们的认识打开了新窗口。 5、现代物理学的两大支柱是 和 。 6、爱因斯坦作为和平的捍卫者，一战期间，参与发起成立反战团体 ， 二战期间受 迫害，被迫移居美国；20 世纪的 50 年代，爱因斯坦和罗素 联合发表了罗素爱因斯坦宣言 ，反对 。 7、爱因斯坦除了是一名杰出的科学家以外，还是一位 和优秀的 。 8、 年，爱因斯坦在普林斯顿逝世。 问题探究 问题 ：一位法国物理学家曾经这样评价爱因斯坦：“在我们这一时代的物理学家 中，爱因斯坦将位于最前列。他现在是、将来也还是人类宇宙中最光辉的巨星之一。 ” “他也许比牛顿更伟大，因为他于科学的贡献，更加深入的进入了人类思想要领的结构 中” 。探究爱因斯坦的相对论和牛顿的力学体系的关系。 思路点拨： 1）牛顿力学体系概括了物体机械运动的基本定律，这些定律适用有一个前提，即 物体在低速情况下运动。2）爱因斯坦的相对论否定了牛顿的绝对时空观，指出时间和 空间不是绝对不变的，而是随物质运动而变化，爱因斯坦还提出质能转换原理，加深了 人们对物质和运动的认识。3）但并不是说，牛顿的贡献被相对论抹掉，而是相对论发 展了牛顿力学，把牛顿力学概括在相对论力学中，牛顿力学是相对论力学在低速运动状 态下的一个特例。牛顿所创的概念，至今仍然是指导物理学的重要思想。 同步练习 一、选择题： 1、爱因斯坦相对论的提出是物理学领域的一场重大革命，主要是因为（ ） 否定了经典力学的绝对时空观 揭示了时间、空间并非绝对不变的本质属性 打破了经典力学体系的局限性 使人类对客观世界的认识从宏观世界深入到微观世 界 A、 B、 C、 D、 2、 对以下几位物理学家所作的科学贡献，表述不正确的是（ ） A、牛顿发现电流的磁效应 B、爱因斯坦成功解释了光电效应现象 C、法拉第发现了磁场产生电流的条件和规律 D、牛顿提出了万有引力定律奠定天体力学的基础 3、下列表述不正确的是 A、牛顿创立的经典力学是经典物理学的基础 B、经典物理学所适用的主要是日常生活中的物理现象 C、相对论的提出证明经典的物理学是完全错误的 D、量子理论使人类对微观世界的基本认识有了革命性的进步 4、广义相对论是由下列哪位科学家提出的（ ） A、爱迪生 B、伽利略 C、祖冲之 D、爱因斯坦 5、下列有关爱因斯坦的相对论力学与牛顿力学关系的表述，比较准确的是（ ） A、前者否定后者 B、前者概括后者 C、前者解释后者 D、前者融化后者 6、爱因斯坦提出相对论的时间是（ ） A、19 世纪末 B、20 世纪初 C、 “一战”后 D、 “二战”后 7、爱因斯坦的相对论揭示了 （ ） A、时间和空间的无限性 B、时间和空间的有限性 C、时间和空间的连续性 D、时间和空间的相对性 8、在自然科学的发展上，有三位具有里程碑意义的科学家，他们是（ ） 哥白尼 牛顿 法拉第 爱因斯坦 A B C D 9、 “谢谢你们给我说了那么些好话。如果我相信这些话是真的，那我该是一个疯子，因 为我知道我不是一个疯子，所以我不相信” ，这段话广为流传，出自哪位科学家之口（ ） A 瓦特 B 达尔文 C 居里夫人 D 爱因斯坦 10、爱因斯坦说：“人只有献身社会，才能找到那短暂而有风险的生命的意义”这句名 言表明（ ） 人生价值的实现必须有良好的社会环境 人生价值的实现需要发挥主观能动性 要实现社会价值必须先实现自我价值 人的自我价值和社会价值是统一 A B C D 二、非选择题： 11、爱因斯坦说，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。 请回答： “牛顿时代”在物理学上指什么时代？ 有人认为相对论出现后，牛顿在历史上的光辉完全被摸掉。爱因斯坦是如何评 价牛顿的？你同意哪一种观点？说出你的理由。 12、爱因斯坦根据相对论的观点提出质能转换理论后，曾致信美国总统罗斯福，建 议美国研制原子弹，以便在二战中尽快战胜法西斯国家。1945 年 8 月，美国先后在日本 的广岛、长畸投下两颗原子弹，加速了日本法西斯的投降，但对无辜平民的伤害也同样 令全世界震惊。爱因斯坦为此非常懊悔。从这件事中，我们能得到什么启发？我们应如 何对待科学的发展？ 参考答案 【知识模块】 1、相对论 原子弹 2、狭义相对论 3、广义相对论 4、物质观 时空观 5、相对论 量子理论 6、 “新祖国同盟” 德国纳粹分子 核战争 7、音乐爱好者 小提琴手 8、1955 一、选择题：DACDB BDDDD 二、非选择题： 11、经典力学体系建立的时代 爱因斯坦认为，牛顿“是一位具有最高思维能力和创造力的人” ，其理论对现代物理 学仍然具有指导作用。 牛顿力学体系的建立是近代科学形成的标志，在欧洲启蒙思想 宣扬科学、反对封建神学的运动中发挥了极大的作用，以牛顿力学为代表的经典物理学 开创了一个崭新的科学时代。相对论是在经典物理学基础上发展起来的，两者之间是继 承与发展而不是相互排斥的关系。 12、答题要点：科学理论对科学的发展有巨大的推动作用，但科学技术本身是一把 双刃剑。科技能造福人类，推动生产力水平的提高，但如果运用不当，也能危害人类。 【知识补充】 相对论的意义 狭义相对论和广义相对论建立以来，已经过去了很长时间，它经受住了实践和历史的考验， 是人们普遍承认的真理。相对论对于现代物理学的发展和现代人类思相的发展都有巨大的影响。 相对论从逻辑思想上统一了经典物理学，使经典物理学成为一个完美的科学体系。狭义相对 论在狭义相对性原理的基础上统一了牛顿力学和麦克斯韦电动力学两个体系，指出它们都服从狭 义相对性原理，都是对洛伦兹变换协变的，牛顿力学只不过是物体在低速运动下很好的近似规律。 广义相对论又在广义协变的基础上，通过等效原理，建立了局域惯性长与普遍参照系数之间的关 系，得到了所有物理规律的广义协变形式，并建立了广义协变的引力理论，而牛顿引力理论只是 它的一级近似。这就从根本上解决了以前物理学只限于惯性系数的问题，从逻辑上得到了合理的 安排。相对论严格地考察了时间、空间、物质和运动这些物理学的基本概念，给出了科学而系统 的时空观和物质观，从而使物理学在逻辑上成为完美的科学体系。 狭义相对论给出了物体在高速运动下的运动规律，并提示了质量与能量相当，给出了质能关 系式。这两项成果对低速运动的宏观物体并不明显，但在研究微观粒子时却显示了极端的重要性。 因为微观粒子的运动速度一般都比较快，有的接近甚至达到光速，所以粒子的物理学离不开相对 论。质能关系式不仅为量子理论的建立和发展创造了必要的条件，而且为原子核物理学的发展和 应用提供了根据。 广义相对论建立了完善的引力理论，而引力理论主要涉及的是天体。到现在，相对论宇宙学 进一步发展，而引力波物理、致密天体物理和黑洞物理这些属于相对