2024-2025学年高中历史第6单元杰出的科学家第5课20世纪的科学伟人爱因斯坦教学案含解析新人教版选修4

PAGE1-第5课20世纪的科学伟人爱因斯坦学习目标重点难点1.了解爱因斯坦的成长历程。2.驾驭爱因斯坦的相对论及意义、推动量子力学发展的有关探讨。3.记住爱因斯坦为人类和平所做出的贡献。1.重点：爱因斯坦及其主要科学成就和科学精神。2.难点：相对论的提出及影响。一、提出狭义相对论1．人生经验(1)出身：1879年，诞生于德国南部小城乌尔姆的犹太血统家庭。(2)童年：擅长思索，对自然界的很多现象总爱寻根究底。(3)中学：由于他的探究精神而被赶出校门，坚持自学。(4)高校：进入苏黎世联邦工业高校师范系，主修数学和物理。2．理论提出(1)标记：1905年6月，发表了《论动体的电动力学》，标记着狭义相对论的提出。(2)原理：一是相对性原理，二是光速不变原理。(3)意义①变更了牛顿力学的时空观念，揭示了物质和能量的相当性。②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宏大革命。[课中思索]阅读教材P130[学思之窗]，思索：你认为爱因斯坦的科学创新体现了哪种精神？【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。二、推动量子力学的发展1．提出广义相对论(1)提出：1916年爱因斯坦发表《广义相对论的基础》。(2)内容①等效原理：在一个加速运动的系统里，物体会自动变更运动状态，而变更这种运动状态的力，就是惯性力。②广义相对性：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。③提出在引力中传播的光线，也要发生弯曲。(3)意义：变更了人们对宇宙的相识。在广义相对论的指导下，天体和宇宙演化的观测探讨及理论探讨前所未有地蓬勃开展起来。2．提出量子假说(1)1905年，爱因斯坦就提出了光量子假说，解决经典物理学无法说明的光电效应问题。(2)爱因斯坦接着进行光辐射学的探讨。1921年，因光电效应探讨而获得诺贝尔物理学奖，他的探讨推动了量子力学的发展。3．其他领域的探讨爱因斯坦在宇宙学、统一场论等物理学的其他领域也取得重大探讨成果，他的探讨对传统物理学是一次宏大的革命，也是人类自然科学史上的一次革命。三、为人类和平进步而斗争1．一战时，在仅有4人参与的反战宣言上签字。2．一战后，致力于复原各国人民的相互谅解，并为此到法、英、荷等国奔跑呼号。3．20世纪30年头，起先呼吁各国人民为和平而斗争。4．二战中，上书罗斯福，建议抢在德国之前研制原子弹，但他又为美国用原子弹轰炸日本城市终生缺憾。5．二战后，致力于防止核斗争，亲自领导组织“原子科学家特别委员会”等。[特殊提示]20世纪50年头，“冷战”加剧，核讹诈成为覆盖在人们头上的阴云。针对这种状况，爱因斯坦和英国哲学家罗素联合发表了《罗素—爱因斯坦宣言》，反对核斗争，呼吁世界和平。[课中思索](1)阅读教材P132上面[学思之窗]，思索：对这两种截然相反的看法，你怎样看？【提示】爱因斯坦酷爱科学，也酷爱人类。他没有因为埋头于科学探讨而把自己置于社会之外，始终关切着人类的文明和进步，并为之坚韧、英勇地战斗。(2)阅读教材P132下面[学思之窗]，思索：对爱因斯坦来说，生命的意义是什么？【提示】对爱因斯坦来说，生命的意义在于设身处地替别人着想，忧他人之忧，乐他人之乐，并全力以赴为改善人类境况而奋斗。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，牛顿的宏大工作能被这一理论或者任何别的理论代替。他宏大而明晰的观念，作为自然哲学领域里整个近代概念结构的基础，将恒久保持它独特的意义。”——摘自《巨人百传丛书—爱因斯坦》[史料解读]关键句：“恒久保持它独特的意义”。(1)史料一中为什么人们认为“牛顿的宏大工作”会被相对论代替？爱因斯坦的回答呈现了他怎样的人格魅力？【提示】理由：以牛顿力学为代表的经典物理学陷入危机，相对论突破了经典力学体系，揭示了时间和空间的本质属性。魅力：谦逊、宽容、理性等。[史料二]作为科学家，他的理论特别深邃，一般人无法领悟。作为思想家，他的见解相当深邃，一般人难以理解。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敬重和爱戴呢……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》[史料解读]史料分两层评价爱因斯坦：宏大的科学家；社会活动家。(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。依据史料二和所学学问，说明爱因斯坦被提名为以色列总统候选人的缘由。【提示】爱因斯坦不仅是一个宏大的科学家，也是一个具有高度责任感的社会活动家。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，同时也是一位闻名的思想家、哲学家和具有正义感的社会活动家。(1)科学贡献①爱因斯坦提出光量子假说，圆满地说明白光电效应问题。后来进行光辐射学的探讨，并于1921年因光电效应探讨获得诺贝尔物理学奖，他的探讨推动了量子力学的发展。②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相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)提倡和平①他反对侵略斗争，反对军国主义和法西斯主义，反对民族压迫和种族卑视，为人类的进步进行坚决的斗争。②倡议各国相识核斗争的极端危急性，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，他获得了很多荣誉，但他从来没把这些荣誉看得很重。正确相识爱因斯坦的相对论与牛顿力学(1)牛顿力学体系概括了物体机械运动的基本定律，这些定律的适用有一个前提，即物体在低速运动状况下。(2)爱因斯坦的相对论否定了牛顿的肯定时空观，指出时间和空间不是肯定不变的，而是随物质运动的变更而变更，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相识。(3)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，至今仍是指导物理学的重要思想。[课堂小结]知识网络答题术语1.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。2.爱因斯坦不仅是一个宏大的科学家，也是一个具有高度责任感的社会活动家。1．爱因斯坦的一生，使近代物理学大放光线。哪一时期为他从事理论物理学探讨奠定了基础()A．童年 B．中学C．高校 D．工作后C[爱因斯坦上高校时主修数学和物理，慢慢地迷上了物理学，为以后探讨打下了良好基础。]2．“在1905年之前，物理学家信任空间是一个宽广的舞台，在这个呈现着宇宙戏剧的舞台上，时间对于全部的演员而言都在以同样的速度‘滴答滴答’地消逝着。而1905年后否定了全部的这一切。”导致这一“否定”的主要缘由是()A．普朗克创立了量子理论B．伽利略创立了试验科学C．爱因斯坦相对论的提出D．达尔文发觉了人类起源C[解答本题的关键是时间节点。爱因斯坦的相对论创立于1905年，否定了经典力学的肯定时空观，因此C项说法正确，A、B、D三项说法由时间可以解除。]3．在相对论创立之初，法国闻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．《自然哲学的数学原理》C．《论动体的电动力学》D．《广义相对论的基础》C[A、B两项都是牛顿的作品，D项把狭义相对论扩大为广义相对论；《论动体的电动力学》标记着狭义相对论的提出。]4．爱因斯坦生前留下遗言：“不许把我的房子变成博物馆。”这最能说明爱因斯坦()A．看轻财产 B．淡泊名利C．珍视荣誉 D．崇拜偶像B[爱因斯坦遗言的意图是反对别人把他当偶像崇拜，表明白其淡泊名利的名贵品质。]5．诺贝尔奖得主杨振宁教授曾在中山高校说，20世纪20年头物理学“遍地黄金”，爱因斯坦26岁时一年写出三篇震惊世界的文章，“因为物理学几大原则问题正在等待破解”。爱因斯坦破解的“黄金”及其作用是()A．相对论变更了人们相识世界的角度B．相对论否定了经典力学的相对时空观C．经典力学体系变更了人们的相识论D．量子论对微观世界相识取得革命性变更A[C、D两项分别是牛顿、普朗克的成就，B项说法错误，故选A项。]6．爱因斯坦说：“我不知道第三次世界大战用什么武器，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．反对斗争的科学家B．极端的民族主义者C．狂热的爱国主义者D．鼓吹斗争的社会活动家A[其次次世界大战结束后，爱因斯坦曾致力于防止核斗争，成为闻名的反战运动活动家，故A项符合题意。]7．阅读下列材料，回答问题。材料一第一次世界大战前，有不少学者对爱因斯坦的学说持怀疑看法。1919年，英国科学家爱丁顿对日全食的观测结果证明白爱因斯坦的理论，引起巨大轰动，世界范围的爱因斯坦热接踵而至。荷兰、捷克斯洛伐克、奥地利、美国、英国、法国、日本等国先后邀请他前往讲学。在中国，梁启超发起成立的讲学社曾拟邀请爱因斯坦来华讲学。北京高校校长蔡元培亦发出邀请，并得到其本人应允。虽然爱因斯坦因故未能成行，但相对论却在中国广泛传播。从1917年到1923年，各种报刊登载相对论的论著、译文、通讯、报告和文献不下百篇，出版译著15种左右。——阿尔布雷希特·弗尔辛《爱因斯坦传》等材料二爱因斯坦热在中国方兴未艾之际，正是国内东方文化与西方文化问题论战正酣之时。以梁启超为代表的部分学问分子认为，东方文明与西方文明是两种不同类型的文明，前者以道德文明为核心，后者以科学精神为核心。梁启超前往欧洲考察一年多，1920年回国后写道：“一百年物质的进步，比从前三千年所得还加几倍。我们人类不惟没有得着华蜜，倒反带来很多灾难。似乎沙漠中失路的旅人，远远望见个大黑影，舍命往前赶，以为可以靠他向导。那知赶上几程，影子却不见了，因此无限凄惶悲观。影子是谁？就是这位‘科学先生’。欧洲人做了一场科学万能的大梦，到如今却叫起科学破产来……我们可爱的青年啊，立正！开步走！大海对岸那边有好几万万人，愁着物质文明破产，哀哀欲绝的喊救命，等着你来超拔他哩！我们在天的祖宗、三大圣(孔子、老子、墨子)和很多前辈，眼巴巴盼望你完成他的事业，正在拿他的精神来加佑你哩。”——李喜所、元青《梁启超传》等(1)依据材料一并结合所学学问，说明爱因斯坦热兴起的缘由。(2)依据材料一、二并结合所学学问，指出当时中国学问界对西方科学的看法，并予以评析。[解析]第(1)问，留意材料一中的“1919年”“证明白爱因斯坦的理论”等信息，由此可联系到其次次工业革命、一战结束以及材料中证明爱因斯坦理论的史实。第(2)问应留意回答评析问题的方法——辩证的方法，从正反两方面来回答。[答案](1)其次次工业革命中