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第第2020课课2020世纪世纪科学巨匠科学巨匠爱因斯坦爱因斯坦杜蒙杜蒙一中一中 高二历史组高二历史组第1页课标要求课标要求:了解爱因斯坦了解爱因斯坦成长历程及主要科成长历程及主要科学成就，认识他在学成就，认识他在社会发展中作用。社会发展中作用。第2页一、一、20世家最伟大科学家世家最伟大科学家（一）（一）出身出身和成长和成长：18791879年年3 3月月1414日，爱因斯日，爱因斯坦出生于德国东部乌尔姆，坦出生于德国东部乌尔姆，犹太血统。他父亲很有数学犹太血统。他父亲很有数学天赋，但父母没钱供他上学，天赋，但父母没钱供他上学，只好弃学经商，爱因斯坦母只好弃学经商，爱因斯坦母亲很有音乐天赋。他生长在亲很有音乐天赋。他生长在一个无忧无虑家庭中，父母一个无忧无虑家庭中，父母对他十分宽容，循循善诱地对他十分宽容，循循善诱地帮助他成长与发展。年幼时，帮助他成长与发展。年幼时，爱因斯坦就开始学习音乐，爱因斯坦就开始学习音乐，六岁开始练习拉小提琴，音六岁开始练习拉小提琴，音乐几乎成了爱因斯坦乐几乎成了爱因斯坦 第二职第二职业业，小提琴终生陪同着他。，小提琴终生陪同着他。爱因斯坦和妹妹玛伽爱因斯坦和妹妹玛伽第3页一、一、20世家最伟大科学家世家最伟大科学家（一）（一）出身出身和成长和成长：乌尔姆镇大会堂乌尔姆镇大会堂第4页一、一、20世家最伟大科学家世家最伟大科学家（一）（一）出身出身和成长和成长：在爱因斯坦在爱因斯坦5 5岁时候，一天，父亲岁时候，一天，父亲送给他一件小玩具送给他一件小玩具罗盘。对新罗盘。对新鲜事物充满好奇小阿尔伯特为此心鲜事物充满好奇小阿尔伯特为此心花怒放，爱不释手地摆弄起来。可花怒放，爱不释手地摆弄起来。可能，爱因斯坦日后对电磁场深入研能，爱因斯坦日后对电磁场深入研究，其灵感就是源于童年时代那迷究，其灵感就是源于童年时代那迷一样小玩具罗盘呢。到了上年纪，一样小玩具罗盘呢。到了上年纪，与同龄孩子相比，小爱因斯坦依然与同龄孩子相比，小爱因斯坦依然显得十分木讷。他即使很愚笨，然显得十分木讷。他即使很愚笨，然而却很善良。而却很善良。6 6岁时，爱因斯坦迷上岁时，爱因斯坦迷上了音乐，开始学小提琴。然而，练了音乐，开始学小提琴。然而，练习小提琴时机械、重复弓法和指法习小提琴时机械、重复弓法和指法又令他心生厌倦。又令他心生厌倦。第5页爱因斯坦小时候学校照片爱因斯坦小时候学校照片爱因斯坦小时候学校照片爱因斯坦小时候学校照片 爱因斯坦学生时代爱因斯坦学生时代第6页 1010岁那年，小爱因斯坦告别了小学成岁那年，小爱因斯坦告别了小学成了中学生。但学业也不突出，除了数学很了中学生。但学业也不突出，除了数学很好以外，其它功课都不怎么样，尤其是拉好以外，其它功课都不怎么样，尤其是拉丁文和希腊文，他对古典语言毫无兴趣。丁文和希腊文，他对古典语言毫无兴趣。一次他父亲来学校了解儿子情况并问班主一次他父亲来学校了解儿子情况并问班主任老师任老师,他儿子未来做什么适当。老师直他儿子未来做什么适当。老师直言不讳地说言不讳地说“做什么都无关紧要做什么都无关紧要,你儿子你儿子将是一事无成将是一事无成”。可是数学成了他中课时。可是数学成了他中课时代最大业余兴趣。伴随年纪增大，爱因斯代最大业余兴趣。伴随年纪增大，爱因斯坦眼界渐渐开阔，能使他产生兴趣事物也坦眼界渐渐开阔，能使他产生兴趣事物也越来越复杂。越来越复杂。1212岁时，他得到一本几何教岁时，他得到一本几何教科书。竟然一口气把全书读完，深深为几科书。竟然一口气把全书读完，深深为几何定理精密、明确和严密所折服。每当用何定理精密、明确和严密所折服。每当用自己特有方法将定理再次给予证实，爱因自己特有方法将定理再次给予证实，爱因斯坦总会高兴得欣喜若狂。很快，他又自斯坦总会高兴得欣喜若狂。很快，他又自学了高等数学，中学老师已不是他对手。学了高等数学，中学老师已不是他对手。第7页 1616岁那年，又一个极富挑战性问题占据了他头岁那年，又一个极富挑战性问题占据了他头脑：假如某种光接收器，比如：人眼睛或是摄影机，脑：假如某种光接收器，比如：人眼睛或是摄影机，跟随在光后面，用光速飞奔，那么，会发生什么情跟随在光后面，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高难问题，孕育了未来相对论神奇因斯坦日思夜想高难问题，孕育了未来相对论神奇萌芽。可能，这能够看作是小爱因斯坦向科学堡垒萌芽。可能，这能够看作是小爱因斯坦向科学堡垒发起第一次勇敢进攻。发起第一次勇敢进攻。第8页 就是这么一位光彩夺目标人物，就是这么一位光彩夺目标人物，在整个中小课时代却经常被斥为在整个中小课时代却经常被斥为“生性孤僻、智力迟钝生性孤僻、智力迟钝”，“不守纪不守纪律、心不在焉、想入非非律、心不在焉、想入非非”。中学。中学毕业前夕，校方甚至断言他未来将毕业前夕，校方甚至断言他未来将“一事无成一事无成”，勒令他退了学。，勒令他退了学。1616岁那年，他以同等学历报考大学，岁那年，他以同等学历报考大学，尽管物理数学成绩很好，但因为需尽管物理数学成绩很好，但因为需要死记硬背科目考砸了锅，只好名要死记硬背科目考砸了锅，只好名落孙山。第二年进入大学后，他依落孙山。第二年进入大学后，他依然不愿意强迫自己去适应那种被动、然不愿意强迫自己去适应那种被动、刻板、纯粹按部就班学习生活，他刻板、纯粹按部就班学习生活，他私自私自“刷掉了刷掉了”很多课程，只以很多课程，只以“极大兴趣极大兴趣”去听一些课和在家里自去听一些课和在家里自学。学。第9页 在四年大学生活中，他依然不是在四年大学生活中，他依然不是“好学生好学生”：曾：曾被数学教授称为被数学教授称为“懒狗懒狗”，曾因做试验出事故受处处，曾因做试验出事故受处处罚，还曾被物理教授认为不宜学物理而应该改行。大罚，还曾被物理教授认为不宜学物理而应该改行。大学毕业时几位同学挚友都留校当了助教，因为他落拓学毕业时几位同学挚友都留校当了助教，因为他落拓不羁性格和独立思索习惯，为教授们所不满，大学一不羁性格和独立思索习惯，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，使爱因斯坦对教育总体印象一直不佳。正因为如历，使爱因斯坦对教育总体印象一直不佳。正因为如此，成名后爱因斯坦经过本身体验和长久观察，形成此，成名后爱因斯坦经过本身体验和长久观察，形成了一个与众不一样教育观点。了一个与众不一样教育观点。“知识是死，而学校却要为活人服务。知识是死，而学校却要为活人服务。”这是爱这是爱因斯坦对于学校教育基本看法。他反对把学校仅仅看因斯坦对于学校教育基本看法。他反对把学校仅仅看做是传授知识工具，更反对把学生做是传授知识工具，更反对把学生“看成死工具来对看成死工具来对待待”。他认为：。他认为：“学校目标一直应该是：青年人在离学校目标一直应该是：青年人在离开学校时，是作为一个友好人，而不是作为一个教授。开学校时，是作为一个友好人，而不是作为一个教授。”第10页 而而所所谓谓“友友好好人人”，按按照照他他思思绪绪，就就是是既既富富有有个个性性又又有有益益于于社社会会人人。爱爱因因斯斯坦坦上上述述基基本本教教育育思思想想，与与我我们们所所主主张张尊尊重重学学生生主主体体性性、促促进进学学生生健健康康成成长长素素质质教教育育思思想想是是完完全全一一致致。1919，2626岁岁爱爱因因斯斯坦坦还还未未著著名名，小小人人物物写写出出了了大大文文章章。他他在在科科学学史史上上创创造造了了一一个个史史无无前前例例奇奇迹迹。这这一一年年他他写写了了六六篇篇论论文文，利利用用在在专专利利局局天天天天八八小小时时工工作作以以外外业业余余时时间间，在在三三个个领领域域做做出出了了四四个个有有划划时时代代意意义义贡贡献献，他他发发表表了了关关于于光光量量子子说说、分分子子大大小小测测定定法法、布布朗朗运运动动理理论论和和狭狭义义相相对对论论。年年仅仅2626岁岁爱爱因因斯斯坦坦，而而且且是是一一个个瑞瑞士士专专利利局局职职员员，在在大大学学里里老老师师都都不不大大看看得得起起他他，不不愿愿意意把把他他留留下下来来做做助助教教，他他几几次次去去请请求求，人人家家也也不不要要他他，他他甚甚至至于于有有几几次次几几乎乎要要失失业业了了，几几次次在在中中学学里里面面求求职职，最最终终在在专专利利局局里里面面找找到到一一个个职职位位，他他每每个个星星期期要要在在专专利利局局工工作作大大约约4040多多个个小小时时。但但尽尽管管如如此此，这这一一年年是是他他最最辉辉煌煌时时期期，因因为为他他做出了二十世纪物理学史上最辉煌几项贡献。做出了二十世纪物理学史上最辉煌几项贡献。第11页伯尔尼一条繁忙街伯尔尼一条繁忙街道和市内著名钟楼道和市内著名钟楼景色。景色。爱因斯坦在专利局工作现有责任爱因斯坦在专利局工作现有责任感也很有趣，而且他有时间从事感也很有趣，而且他有时间从事自己科学研究工作。自己科学研究工作。第12页一一、20世家最伟大科学家世家最伟大科学家（一）（一）出身出身和成长和成长：1 1、18791879年出生于德国一个犹太人家庭，从小对几何年出生于德国一个犹太人家庭，从小对几何学兴趣浓厚。学兴趣浓厚。2 2、中课时代：表现平平、中课时代：表现平平3 3、大课时代：广泛阅读，培养了自学和独立思索能、大课时代：广泛阅读，培养了自学和独立思索能力，对物理学兴趣与日俱增。力，对物理学兴趣与日俱增。4 4、大学毕业：成为瑞士伯尔尼专利局一名技术员、大学毕业：成为瑞士伯尔尼专利局一名技术员5 5、划时代事件：利用业余时间研究物理学，取得革、划时代事件：利用业余时间研究物理学，取得革命性突破。命性突破。第13页一、一、20世家最伟大科学家世家最伟大科学家（一）（一）出身出身和成长和成长：（二）相对论诞生（二）相对论诞生：1 1、提出相对论、提出相对论（1 1）1919提出匀速运动体系狭义相对论；提出匀速运动体系狭义相对论；（2 2）1919提出加速运动体系广义相对论。提出加速运动体系广义相对论。第14页广义相对论广义相对论爱因斯坦指出物爱因斯坦指出物体使周围空间、体使周围空间、时间弯曲，在物时间弯曲，在物体含有很大相对体含有很大相对质量（比如一颗质量（比如一颗恒星）时，这种恒星）时，这种弯曲可使从弯曲可使从它旁边经过任何它旁边经过任何其它事物，即使其它事物，即使是光线，改变路是光线，改变路径。径。第15页 地球周围引力场和时空结构地球周围引力场和时空结构拖曳扭曲时情景。科学家经过分拖曳扭曲时情景。科学家经过分析两枚绕地球轨道人造卫星运行析两枚绕地球轨道人造卫星运行轨迹，发觉因为地球旋转所造成轨迹，发觉因为地球旋转所造成特异空间结构，使这些卫星大约特异空间结构，使这些卫星大约每年出现大约每年出现大约2 2米轨道偏离现象。米轨道偏离现象。宇宙中黑洞旋转引发时空宇宙中黑洞旋转引发时空扭曲效应，以及黑洞物质扭曲效应，以及黑洞物质猛烈喷发情景。猛烈喷发情景。第16页量子论及其意义量子论及其意义 量子论最先由德国物理学家普郎克于量子论最先由德国物理学家普郎克于1919提出。提出。他他认为，物质辐射能不是连续，而是以最小、不可再分认为，物质辐射能不是连续，而是以最小、不可再分能量单位即能量量子整数倍跳跃式地改变。能量单位即能量量子整数倍跳跃式地改变。随即英国物理学家卢瑟福和丹麦物理学家玻尔把随即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研究，证实原子是由带正电原子量子论用于原子结构研究，证实原子是由带正电原子核和带负电电子组成。电子在不一样轨道上围绕着原核和带负电电子组成。电子在不一样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子核运动，当电子从外层轨道跳到内层轨道时就放出对应波长电磁波。对应波长电磁波。玻尔在此基础上创建了原子结构理玻尔在此基础上创建了原子结构理论。论。爱因斯坦利用原子论成功地解释了光电效应出现爱因斯坦利用原子论成功地解释了光电效应出现现象及光本质，深入推进了量子论发展。现象及光本质，深入推进了量子论发展。第17页 相对论贡献长久不被人所重视，相对论贡献长久不被人所重视，以至于没有给他诺贝尔奖金，而光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电效应是他第一次明确地指出光既是波动又是粒子性质，这个得到了是波动又是粒子性质，这个得到了诺贝尔奖金委员会认可，所以爱因诺贝尔奖金委员会认可，所以爱因斯坦得到诺贝尔奖金是光电效应，斯坦得到诺贝尔奖金是光电效应，其中没有相对论。其中没有相对论。第18页一、一、20世家最伟大科学家世家最伟大科学家（一）（一）出身出身和成长和成长：（二）相对论诞生（二）相对论诞生：1 1、提出相对论、提出相对论（1 1）1919提出匀速运动体系狭义相对论；提出匀速运动体系狭义相对论；（2 2）1919提出加速运动体系广义相对论。提出加速运动体系广义相对论。（3 3）主要内容主要内容：相对性原理和光速不变原理相对性原理和光速不变原理2 2、光量子论（取得诺贝尔奖）、光量子论（取得诺贝尔奖）3 3、提出了著名质能关系式：、提出了著名质能关系式：E=mcE=mc2 2，质能关系式对以后，质能关系式对以后发展原子能事业起到了指导作用发展原子能事业起到了指导作用4 4、意义：意义：（1 1）扩展了物理学研究空间和应用领域（从日常范围扩展了物理学研究空间和应用领域（从日常范围到宏观宇宙空间）；到宏观宇宙空间）；（2 2）开阔了人们思维。开阔了人们思维。第19页二二、和平捍卫者和平捍卫者（一）参加发起（一）参加发起“新祖国同盟新祖国同盟”一战时一战时:发起成立反战团体发起成立反战团体“新祖国同盟新祖国同盟”二战时二战时:提议罗斯福抢在纳粹之前研制原子弹提议罗斯福抢在纳粹之前研制原子弹 痛心原子弹爆炸引发大量平民伤害痛心原子弹爆炸引发大量平民伤害（二）反对法西斯（二）反对法西斯冷战时冷战时:发表了反核战罗素发表了反核战罗素-爱因斯坦宣言爱因斯坦宣言（三）反对核战争（三）反对核战争第20页原子弹蘑菇云原子弹蘑菇云 他向美国总统罗斯福他向美国总统罗斯福提议制造原子弹一事，对提议制造原子弹一事，对人类带来是福是祸，多少人类带来是福是祸，多少年来也成为争论不休话题。年来也成为争论不休话题。爱因斯坦对物理学贡献无爱因斯坦对物理学贡献无庸置疑，但他对人类历史庸置疑，但他对人类历史最大影响或许更在于他曾最大影响或许更在于他曾经推进了一项自己不曾参经推进了一项自己不曾参加、却为其后果抱憾终生加、却为其后果抱憾终生计划。计划。第21页4545年年8 8月，美国先后在日月，美国先后在日本广岛、长畸投下两颗原子本广岛、长畸投下两颗原子弹，加速了日本法西斯投降，弹，加速了日本法西斯投降，但对无辜平民伤害也一样令但对无辜平民伤害也一样令全世界震惊。爱因斯坦陷入全世界震惊。爱因斯坦陷入了巨大后悔与痛苦之中，自了巨大后悔与痛苦之中，自认一生最大错误就是提议研认一生最大错误就是提议研制原子弹。制原子弹。他痛心地说，他痛心地说，“早知如早知如此，我宁可当个修表匠！此，我宁可当个修表匠！”。从这件事中，我们能得到。从这件事中，我们能得到什么启发？我们应怎样对待什么启发？我们应怎样对待科学发展？科学发展？科学技术本身是一把双刃科学技术本身是一把双刃剑。科技能造福人类，推进生剑。科技能造福人类，推进生产力水平提升，但假如利用不产力水平提升，但假如利用不妥，也能危害人类。妥，也能危害人类。第22页他为原子弹后悔终生他为原子弹后悔终生 他和平主义思想并未能阻止他研究原子弹强烈愿望。他和平主义思想并未能阻止他研究原子弹强烈愿望。但原子弹在日本投下后，他又痛心地说，这是他一生但原子弹在日本投下后，他又痛心地说，这是他一生中最大错误和遗憾。中最大错误和遗憾。19391939年年8 8月月2 2日，爱因斯坦给当初日，爱因斯坦给当初美国总统罗斯福写信警告说，原子弹这种武器确实有美国总统罗斯福写信警告说，原子弹这种武器确实有可能制造出来，而且德国可能也正在研制。正是在这可能制造出来，而且德国可能也正在研制。正是在这封信帮助下，美国开启了制造原子弹封信帮助下，美国开启了制造原子弹“曼哈顿工程曼哈顿工程”。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，是他一生中最大错误和遗憾。他甚至后悔当核武器，是他一生中最大错误和遗憾。他甚至后悔当初从事科研，初从事科研，“早知如此，我宁可当个修表匠。早知如此，我宁可当个修表匠。”第23页 19391939年年8 8月月2 2日，爱因斯坦出于对人类命运极大关注，日，爱因斯坦出于对人类命运极大关注，写信给罗斯福总统，提议美国务必抢在法西斯德国之前写信给罗斯福总统，提议美国务必抢在法西斯德国之前制造出原子弹；以后，当原子弹真从潘多拉魔盒里跳出制造出原子弹；以后，当原子弹真从潘多拉魔盒里跳出来后，爱因斯坦陷入了巨大后悔与痛苦之中，自认一生来后，爱因斯坦陷入了巨大后悔与痛苦之中，自认一生最大错误就是提议研制原子弹。爱因斯坦针对核武器问最大错误就是提议研制原子弹。爱因斯坦针对核武器问题后悔，代表了人类良知高度，是人类良心发出最强音。题后悔，代表了人类良知高度，是人类良心发出最强音。听爱因斯坦自责之声，我们明白了人类良知之宝贵！听爱因斯坦自责之声，我们明白了人类良知之宝贵！爱爱因因斯斯坦坦向向电电视视观观众众介介绍绍核核武武器器对对人人类类巨巨大危害。大危害。有高度社会责任感爱因斯坦：有高度社会责任感爱因斯坦：第24页三三、伟大而平凡人伟大而平凡人（一）简单生活（一）简单生活当爱因斯坦来到普林斯顿大学高等科学研究所工当爱因斯坦来到普林斯顿大学高等科学研究所工作时，校方给了他年薪作时，校方给了他年薪1600016000美元待遇，他却说：美元待遇，他却说：“这这么多钱？是否能够给我少一点？给我么多钱？是否能够给我少一点？给我30003000美元就够了。美元就够了。”听说，他曾把一张听说，他曾把一张15001500美元支票夹在书里当书签美元支票夹在书里当书签用，结果把书弄丢了。用，结果把书弄丢了。有些人请他在无线电台讲话，他拒绝了，说自己有些人请他在无线电台讲话，他拒绝了，说自己不爱出风头。不爱出风头。还有些人出了还有些人出了10001000美元，请他讲一分钟话，他也美元，请他讲一分钟话，他也拒绝了，说自己不需要钱。拒绝了，说自己不需要钱。第25页三三、伟大而平凡人伟大而平凡人（一）简单生活（一）简单生活（二）高尚品格（二）高尚品格（三）兴趣音乐（三）兴趣音乐第26页音乐和物理伴随爱因斯坦一生音乐和物理伴随爱因斯坦一生第27页爱因斯坦曾经说过：爱因斯坦曾经说过：“我自己不过是自然一个极我自己不过是自然一个极微小部分。微小部分。”他把一切献给了人类从自然界取得自由他把一切献给了人类从自然界取得自由征程，最终连自己骨灰也回到了大自然怀抱。（把自征程，最终连自己骨灰也回到了大自然怀抱。（把自己大脑捐出供医学研究）己大脑捐出供医学研究）不过正如英费尔德第一次与他接触时所感受到那不过正如英费尔德第一次与他接触时所感受到那样，样，“真正伟大和真正高尚总是并肩而行真正伟大和真正高尚总是并肩而行”，爱因斯，爱因斯坦伟大业绩和精神永远让后人铭记。坦伟大业绩和精神永远让后人铭记。第28页三三、伟大而平凡人伟大而平凡人（一）简单生活（一）简单生活（二）高尚品格（二）高尚品格（三）兴趣音乐（三）兴趣音乐（四）抵制虚荣，不要衰荣（四）抵制虚荣，不要衰荣第29页简述简述爱因斯坦爱因斯坦主要科学成就主要科学成就及其及其在社会发在社会发展中作用。展中作用。成就：建立狭义相对论和广义相对论成就：建立狭义相对论和广义相对论作用：奠定了系统、科学物质观和时空观，为人们认识作用：奠定了系统、科学物质观和时空观，为人们认识宏观宇宙创造了条件；相对论与量子理论一起组成了当宏观宇宙创造了条件；相对论与量子理论一起组成了当代物理学两大支柱，为物理学发展带来了革命性改变，代物理学两大支柱，为物理学发展带来了革命性改变，并对其它学科发展产生了历史性会影响；爱因斯坦研究并对其它学科发展产生了历史性会影响；爱因斯坦研究揭示出能够将物质部分质量转换为巨大能量，从而极大揭示出能够将物质部分质量转换为巨大能量，从而极大地扩展了物理学应用领域。地扩展了物理学应用领域。第30页
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