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第20课20世纪科学巨匠爱因斯坦杜蒙一中高二历史组课标要求:了解爱因斯坦成长历程及主要科学成就，认识他在社会发展中的作用。一、20世家最伟大的科学家（一）出身和成长：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一、20世家最伟大的科学家（一）出身和成长：乌尔姆镇大会堂一、20世家最伟大的科学家（一）出身和成长：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。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。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。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。一、20世家最伟大的科学家（一）出身和成长：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。一、20世家最伟大的科学家（一）出身和成长：（二）相对论的诞生：1、提出相对论（1）1905年提出匀速运动体系的狭义相对论；（2）1916年提出加速运动体系的广义相对论。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。相对论贡献长期不被人所重视，以至于没有给他诺贝尔奖金，而光电效应是他第一次明确地指出光既是波动又是粒子的性质，这个得到了诺贝尔奖金委员会的认可，所以爱因斯坦得到诺贝尔奖金是光电效应，其中没有相对论。一、20世家最伟大的科学家（一）出身和成长：（二）相对论的诞生：1、提出相对论（1）1905年提出匀速运动体系的狭义相对论；（2）1916年提出加速运动体系的广义相对论。（3）主要内容：相对性原理和光速不变原理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4、意义：（1）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）；（2）开阔了人们的思维。二、和平捍卫者（一）参与发起“新祖国同盟”一战时:发起成立反战团体“新祖国同盟”二战时:建议罗斯福抢在纳粹之前研制原子弹痛心原子弹爆炸引起的大量平民伤害（二）反对法西斯冷战时:发表了反核战的《罗素-爱因斯坦宣言》（三）反对核战争原子弹蘑菇云他向美国总统罗斯福建议制造原子弹一事，对人类带来的是福是祸，多少年来也成为争论不休的话题。爱因斯坦对物理学的贡献无庸置疑，但他对人类历史最大的影响或许更在于他曾经推动了一项自己不曾参与、却为其后果抱憾终身的计划。45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。爱因斯坦陷入了巨大的后悔与痛苦之中，自认一生最大错误就是建议研制原子弹。他痛心地说，“早知如此，我宁可当个修表匠！”。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？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。他为原子弹懊悔终身他的和平主义思想并未能阻止他研究原子弹的强烈愿望。但原子弹在日本投下后，他又痛心地说，这是他一生中最大的错误和遗憾。1939年8月2日，爱因斯坦给当时的美国总统罗斯福写信警告说，原子弹这种武器的确有可能制造出来，而且德国也许也正在研制。正是在这封信的帮助下，美国启动了制造原子弹的“曼哈顿工程”。然而，爱因斯坦痛心地说，当初致信罗斯福提议研制核武器，是他一生中最大的错误和遗憾。他甚至懊悔当初从事科研，“早知如此，我宁可当个修表匠。”1939年8月2日，爱因斯坦出于对人类命运的极大关注，写信给罗斯福总统，建议美国务必抢在法西斯德国之前制造出原子弹；后来，当原子弹真的从潘多拉魔盒里跳出来后，爱因斯坦陷入了巨大的后悔与痛苦之中，自认一生最大错误就是建议研制原子弹。爱因斯坦针对核武器问题的懊悔，代表了人类良知的高度，是人类良心发出的最强音。听爱因斯坦的自责之声，我们明白了人类良知之宝贵！爱因斯坦向电视观众介绍核武器对人类的巨大危害。有高度社会责任感的爱因斯坦：三、伟大而平凡的人（一）简朴的生活当爱因斯坦来到普林斯顿大学高等科学研究所工作时，校方给了他年薪16000美元的待遇，他却说：“这么多钱？是否可以给我少一点？给我3000美元就够了。”据说，他曾把一张1500美元的支票夹在书里当书签用，结果把书弄丢了。有人请他在无线电台讲话，他拒绝了，说自己不爱出风头。还有人出了1000美元，请他讲一分钟话，他也拒绝了，说自己不需要钱。三、伟大而平凡的人（一）简朴的生活（二）高尚的品格（三）爱好音乐音乐和物理伴随爱因斯坦的一生爱因斯坦曾经说过：“我自己不过是自然的一个极微小的部分。”他把一切献给了人类从自然界获得自由的征程，最后连自己的骨灰也回到了大自然的怀抱。（把自己的大脑捐出供医学研究）但是正如英费尔德第一次与他接触时所感受到的那样，“真正的伟大和真正的高尚总是并肩而行的”，爱因斯坦的伟大业绩和精神永远让后人铭记。三、伟大而平凡的人（一）简朴的生活（二）高尚的品格（三）爱好音乐（四）抵制虚荣，不要衰荣简述爱因斯坦的主要科学成就及其在社会发展中的作用。成就：建立狭义相对论和广义相对论作用：奠定了系统、科学的物质观和时空观，为人们认识宏观宇宙创造了条件；相对论与量子理论一起构成了现代物理学的两大支柱，为物理学的发展带来了革命性的变化，并对其他学科的发展产生了历史性的会影响；爱因斯坦的研究揭示出可以将物质的部分质量转换为巨大的能量，从而极大地扩展了物理学的应用领域。