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第20课20世纪科学巨匠爱因斯坦课标要求:了解爱因斯坦等人成长历程及主要科学成就，认识他们在社会发展中的作用。一、爱因斯坦的青少年时代二、爱因斯坦的科学成就三、爱因斯坦的其它贡献深圳市翠园中学孙曙光广州网站建设“因为爱因斯坦在我们小小的地球上生活过，我们这颗蓝色的地球就比其他宇宙的部分有特色、有智慧、有人的道德。”中国科学家李政道在纪念爱因斯坦相对论发表100周年的纪念活动上说。“全世界科学家一致公认:他的天才思想带来了一系列令人炫目的技术革新，100年间的变化超过了过去2000年的总和。计算机、人造卫星、通讯技术、激光、电视和原子能，无一不与爱因斯坦所揭示的理论有关。”前言而社会学家又一致指出:他不仅仅是一个科学上的天才，还成为人类社会文化中的“祖父级偶像”。他的一生都在为人道主义与和平事业服务，他利用自己的威望大声疾呼，反对法西斯主义、种族偏见和麦卡锡主义。据报道,他在美国联邦调查局里的档案就有1400页。他做到了今日科学家甚至是绝大多数政治家和宗教领袖都做不到的事。爱因斯坦是全人类公认的二十世纪仅次于马克思的世纪最伟大的巨人,让我们进入他的生活里程去领悟他的人格魅力吧.“我们不要忘记，仅有知识和技术不可能使人类过上一种快乐而有尊严的生活。人类绝对有理由将高道德标准和价值观念的倡导者，放在客观真理的发现者之上。”——爱因斯坦1879年3月14日，爱因斯坦出生于德国东部的乌尔姆，犹太血统。他的父亲很有数学天赋，但父母没钱供他上学，只好弃学经商，爱因斯坦的母亲很有音乐天赋。他生长在一个无忧无虑的家庭中，父母对他十分宽容的，循循善诱地帮助他成长与发展。年幼时，爱因斯坦就开始学习音乐，六岁开始练习拉小提琴，音乐几乎成了爱因斯坦的第二职业，小提琴终身陪伴着他。爱因斯坦和的妹妹玛伽,他在整个一生中与他的妹妹玛亚始终保持十分密切的关系。他从这种家庭温暖中继承了善良与正直.这是爱因斯坦出生地德国的乌尔姆镇大(Ulm)。爱因斯坦来到这世界已经3年了，三岁多还不会讲话，并且直到九岁时讲话还不很通畅，所讲的每一句话都必须经过吃力但认真的思考。他不像其他孩子天真活泼，爱说爱笑。他总喜欢静静地歪着脑袋倾听母亲弹奏优美动人的音乐。爱因斯坦的父亲喜欢郊游，经常兴高采烈地带着全家人到野外去游玩。然而，他却不爱说话，不能用语言把一切表达出来。小爱因斯坦在常人眼里，并不是一个聪明的孩子，这一方面是因为他不大会说，一方面则因为他总是提出一些希奇古怪的问题，让人觉得有些低能、傻气，大人们甚至怀疑他的智商是否有障碍。爱因斯坦那被人误认为“平庸、低能”的小脑瓜里，充满了对这陌生世界的苦思冥想、百思不解，几乎没有安宁的时候。乌尔姆镇大会堂在爱因斯坦5岁的时候，一天，爸爸送给他一件小玩具——罗盘。对新鲜事物充满好奇的小阿尔伯特为此心花怒放，爱不释手地摆弄起来。无论他怎样转来转去，那根针就是不听指挥，红色的一端依然牢牢地指向北方。“太奇怪了……”爱因斯坦不知所措地喃喃着，“这到底是为什么？”这个童年之迷就此深深刻印在他的记忆中，挥之不去。也许，爱因斯坦日后对电磁场的深入研究，其灵感就是源于童年时代那迷一样的小玩具罗盘呢。到了上学年龄，与同龄孩子相比，小爱因斯坦依然显得十分木讷，动作迟缓呆笨。他虽然很愚笨，然而却很善良。6岁时，爱因斯坦迷上了音乐，开始学小提琴。喜欢音乐，能用小提琴熟练地演奏莫扎特的奏鸣曲。然而，练习小提琴时机械、重复的弓法和指法又令他心生厌倦。爱因斯坦小时候学校的照片爱因斯坦的学生时代10岁那年，小爱因斯坦告别了小学成了中学生。但学业也不突出，除了数学很好以外，其他功课都不怎么样，尤其是拉丁文和希腊文，他对古典语言毫无兴趣。一次他的父亲来学校了解儿子的情况并问班主任老师,他的儿子将来做什么合适。老师直言不讳地说“做什么都无关紧要,你的儿子将是一事无成的”。可是数学成了他中学时代的最大的业余爱好。随着年龄的增大，爱因斯坦的眼界渐渐开阔，能使他产生兴趣的事物也越来越复杂。12岁时，他得到一本几何教科书。竟然一口气把全书读完，深深为几何定理的精密、明确和严密所折服。每当用自己特有的方法将定理再次予以证明，爱因斯坦总会高兴得欣喜若狂。不久，他又自学了高等数学，中学老师已不是他的对手。16岁那年，又一个极富挑战性的问题占据了他的头脑：假如某种光的接受器，比如：人的眼睛或是摄影机，跟随在光的后面，用光速飞奔，那么，会发生什么情形？他把问题捕捉住，记在本子上。正是这个令爱因斯坦日思夜想的高难问题，孕育了未来相对论的神奇萌芽。也许，这可以看作是小爱因斯坦向科学堡垒发起的第一次勇敢进攻。就是这样一位光彩夺目的人物，在整个中小学时代却常常被斥为“生性孤僻、智力迟钝”，“不守纪律、心不在焉、想入非非”。中学毕业前夕，校方甚至断言他未来将“一事无成”，勒令他退了学。16岁那年，他以同等学历报考大学，尽管物理数学成绩很好，但由于需要死记硬背的科目考砸了锅，只得名落孙山。第二年进入大学后，他仍然不愿意强迫自己去适应那种被动的、刻板的、纯粹按部就班的学习生活，他擅自“刷掉了”很多课程，只以“极大的兴趣”去听某些课和在家里自学。在四年大学生活中，他仍然不是“好学生”：曾被数学教授称为“懒狗”，曾因做实验出事故受到处分，还曾被物理教授认为不适宜学物理而应当改行。大学毕业时几位同窗好友都留校当了助教，由于他的落拓不羁的性格和独立思考的习惯，为教授们所不满，大学一毕业就失业，两年后才找到固定职业。这种种亲身经历，使爱因斯坦对教育的总体印象一直不佳。正因为如此，成名后的爱因斯坦通过自身的体验和长期的观察，形成了一种与众不同的教育观点。“知识是死的，而学校却要为活人服务。”这是爱因斯坦对于学校教育的基本看法。他反对把学校仅仅看做是传授知识的工具，更反对把学生“当作死的工具来对待”。他认为：“学校的目的始终应当是：青年人在离开学校时，是作为一个和谐的人，而不是作为一个专家。”而所谓“和谐的人”，按照他的思路，就是既富有个性又有益于社会的人。爱因斯坦的上述基本教育思想，与我们所主张的尊重学生主体性、促进学生健康成长的素质教育思想是完全一致的。1905年，26岁的爱因斯坦尚未知名，小人物写出了大文章。他在科学史上创造了一个史无前例奇迹。这一年他写了六篇论文，利用在专利局每天八小时工作以外的业余时间，在三个领域做出了四个有划时代意义的贡献，他发表了关于光量子说、分子大小测定法、布朗运动理论和狭义相对论。年仅26岁的爱因斯坦，而且是一个瑞士专利局的职员，在大学里老师都不大看得起他，不愿意把他留下来做助教，他几次去请求，人家也不要他，他甚至于有几次几乎要失业了，几次在中学里面求职，最后在专利局里面找到一个职位，他每个星期要在专利局工作大概40多个小时。但尽管如此，这一年是他最辉煌的时期，因为他做出了二十世纪物理学史上最辉煌的几项贡献。伯尔尼一条繁忙的街道和市内著名的钟楼景色。爱因斯坦在专利局的工作既有责任感也很有趣，并且他有时间从事自己的科学研究工作。返回1、1879年出生于德国的一个犹太人家庭，从小对几何学兴趣浓厚。2、中学时代：表现平平3、大学时代：广泛阅读，培养了自学和独立思考的能力，对物理学兴趣与日俱增。4、大学毕业：成为瑞士伯尔尼专利局的一名技术员5、划时代事件：利用业余时间研究物理学，获得革命性突破。小时候的爱因斯坦。你能看出天才的影子吗?青年时期的爱因斯坦2005年是爱因斯坦逝世50周年，同时也是他提出狭义相对论100周年。100年前，年仅26岁的毛头小伙爱因斯坦，以他卓越的思考力、非凡的洞察力，提出了狭义相对论，传统经典物理学由此彻底改变。这一种颠覆是多么激动人心，为纪念相对论诞生100周年暨爱因斯坦逝世50周年，联合国大会将2005年确定为“国际物理年”，这是联合国首次为一个学科确定的全球规模的纪念活动。爱因斯坦，这位在许多国度千年人物(1001－2000年)评选中都居榜首的俊杰，绝不仅仅是因为在物理学上的成就。他既是伟大的科学家、现代物理学的开创者和奠基人，更是杰出的思想家，他是一幅视野开阔的思想宽银幕。返回二、爱因斯坦的科学成就1、提出相对论1905年提出匀速运动体系的狭义相对论；1916年提出加速运动体系的广义相对论。主要内容(两个基本原理)相对性原理和光速不变原理（必修3）如何理解相对论？2、光的量子论（获得诺贝尔奖）3、提出了著名的质能关系式：E=mc2，质能关系式对后来发展的原子能事业起到了指导作用（P97）爱因斯坦在时空观的彻底变革的基础上建立了相对论力学，指出质量随着速度的增加而增加，当速度接近光速时，质量趋于无穷大。爱因斯坦与相对论关于光的性质，还有很多谜，直到现在也无法用科学解释。光是怎样产生的？在空间如何传播？光是什么，是物质、振动、还是纯能？颜色是否为光必不可少？对于这许许多多的问题，科学已经作出了部分解释，但归根结底，这些问题尚未解答。不过，20世纪初，在人们了解光、研究光的过程中，带来了物理学的两场革命，这就是相对论和量子论。为建立这两个理论体系，许多科学家都作出了重要贡献，他们都是一些杰出的物理学大师，其中最为突出的是年轻的爱因斯坦。他对空间和时间这样一些基本概念作了本质上的变革,提出了相对论学说。这一理论上的根本性突破，开辟了物理学的新纪元。相对论1）相对论内容：两个基本原理是相对性原理和光速不变原理。在相对性原理中，爱因斯坦认为时间、运动、质量不是绝对的，而是相对的。较典型的现象是运动的物体长度变短（尺缩效应）、运动的钟比静止的钟走得慢（钟慢效应）、运动的物体重量变大。光速不变原理则认为光的传播速度在任何条件下都是不变的。2）意义：扩展了物理学的研究空间和应用领域（从日常范围到宏观宇宙空间）；开阔了人们的思维。1916年，爱因斯坦完成了长篇论文《广义相对论的基础》，在这篇文章中，爱因斯坦首先将以前适用于惯性系的相对论称为狭义相对论，并进一步表述了广义相对性原理：物理学的定律必须对于无论哪种方式运动着的参照系都成立。爱因斯坦预言，遥远的星光如果掠过太阳表面将会发生一点七秒的偏转。1919年，英国派出了两支远征队分赴两地观察日全食，经过认真的研究得出最后的结论是：星光在太阳附近的确发生了一点七秒的偏转。英国皇家学会确认广义相对论的结论是正确的。会上，著名物理学家、皇家学会会长汤姆孙说：“这是自从牛顿时代以来所取得的关于万有引力理论的最重大的成果”，“爱因斯坦的相对论是人类思想最伟大的成果之一”。广义相对论爱因斯坦指出物体使周围空间、时间弯曲，在物体具有很大的相对质量（例如一颗恒星）时，这种弯曲可使从它旁边经过的任何其它事物，即使是光线，改变路径。地球周围引力场和时空结构拖曳扭曲时的情景。科学家通过分析两枚绕地球轨道的人造卫星11年的运行轨迹，发现由于地球旋转所造成的特异的空间结构，使这些卫星大概每年出现大约2米的轨道偏离的现象。宇宙中黑洞旋转引起的时空扭曲效应，以及黑洞物质猛烈喷发的情景。量子论及其意义量子论最先由德国物理学家普郎克于1900年提出。他认为，物质的辐射能不是连续的，而是以最小的、不可再分的能量单位即能量量子的整数倍跳跃式地变化的。随后英国物理学家卢瑟福和丹麦物理学家玻尔把量子论用于原子结构的研究，证实原子是由带正电的原子核和带负电的电子组成。电子在不同轨道上围绕着原子核运动，当电子从外层轨道跳到内层轨道时就放出相应波长的电磁波。玻尔在此基础上创立了原子结构的理论。爱因斯坦利用原子论成功地解释了光电效应出现的现象及光的本质，进一步推动了量子论的发展。由于诺贝尔在遗嘱中只要求将诺贝尔奖用于奖励那些在物理学、化学、生理学或医学、文学及和平事业中“对于人类做出最大贡献的人”，加之诺贝尔奖评选委员会坚持许多不合理的评选规则，致使二十世纪的一些最重大发现并未获得评选委员会的“青睐”。长期以来，诺贝尔奖评选档案一直处于保密状态，评选内幕自然不为世人所知。直到1974年，根据已公开的诺贝尔奖评选档案资料，在二十世纪的头二十年里，由于爱因斯坦提出相对论，几十名著名科学家一直提名他为诺贝尔物理奖候选人。但是，