20世纪的科学伟人爱因斯坦世纪的科学伟人爱因斯坦 爱因斯坦（爱因斯坦（18791955），）， 美籍德裔美籍德裔犹太人犹太人。 他创立了代表现代他创立了代表现代科学科学的的相对论相对论， 为核能开发奠定了理论基础，为核能开发奠定了理论基础， 在现代科学技术和他的深刻影响下在现代科学技术和他的深刻影响下 与广泛应用等方面开创了现代科学新纪元，与广泛应用等方面开创了现代科学新纪元， 被公认为是自伽利略、被公认为是自伽利略、 牛顿以来最伟大的牛顿以来最伟大的科学家科学家、物理学家物理学家 。1921年年诺贝尔物理学奖诺贝尔物理学奖获得者。获得者。 现代现代物理学物理学的开创者、奠基人的开创者、奠基人 ，相对论，相对论“质能关系质能关系”的创立者，的创立者， “决定论决定论量子力学量子力学诠释诠释”的捍卫者的捍卫者 （振动的粒子）（振动的粒子）不掷骰子的上帝。不掷骰子的上帝。 1999年年12月月26日，日， 爱因斯坦被美国爱因斯坦被美国时代周刊时代周刊评选为评选为“世纪伟人世纪伟人”。 请同学们谈请同学们谈谈谈你你心目中的爱因斯心目中的爱因斯坦坦。一个天才的童年，一个天才的童年，总会有些超乎寻常的故事。总会有些超乎寻常的故事。爱因斯坦刚出生时，后脑大得不同一般，爱因斯坦刚出生时，后脑大得不同一般， 而且头骨呈棱角形，头骨的这种异状，而且头骨呈棱角形，头骨的这种异状，后来永久性地成为爱因斯坦的特征后来永久性地成为爱因斯坦的特征。爱因斯坦的母亲。爱因斯坦的母亲 曾为头胎儿子的异样头骨而受惊，曾为头胎儿子的异样头骨而受惊，爱因斯坦的祖母看到孙子，也低声嘀咕：爱因斯坦的祖母看到孙子，也低声嘀咕：“太重了！太重太重了！太重 了！了！”她不是说孙子的体重，而是孙子大而怪的头形让她不安，她不是说孙子的体重，而是孙子大而怪的头形让她不安，一个弱小的身躯，如何支撑一个弱小的身躯，如何支撑 得住这个硕大的脑袋？得住这个硕大的脑袋？她们当然还不曾意识到：就是这个大而怪的头脑她们当然还不曾意识到：就是这个大而怪的头脑，将滋生出多么伟大的意识，将滋生出多么伟大的意识 . .童年：在妹妹头上敲了个窟窿童年：在妹妹头上敲了个窟窿 爱因斯坦爱因斯坦18791879年年3 3月月1414日出世时日出世时，有一个大得出奇而且有棱角的后脑勺，有一个大得出奇而且有棱角的后脑勺，母亲以为是个畸形婴儿。母亲以为是个畸形婴儿。两岁半了，还不会说话。两岁半了，还不会说话。一天，家里来了一个骑脚踏车的小妹妹，一天，家里来了一个骑脚踏车的小妹妹，他说出了一句完整的话：他说出了一句完整的话：是的，可是她的小轮子究竟在哪里呢？是的，可是她的小轮子究竟在哪里呢？5 5岁时脾气狂躁，把家庭教师吓跑了，岁时脾气狂躁，把家庭教师吓跑了，还用儿童锄头在妹妹头上敲了一个还用儿童锄头在妹妹头上敲了一个“大窟窿大窟窿”。 记电话号码记电话号码爱因斯坦的一位女朋友，爱因斯坦的一位女朋友，给他打电话，给他打电话，末了要求爱因斯坦把她的电话号码记下来，末了要求爱因斯坦把她的电话号码记下来，以便以后通电话。以便以后通电话。“我的号码很长，我的号码很长，挺难记的。挺难记的。”“说吧，我听着。说吧，我听着。”爱因斯坦并没有拿起笔。爱因斯坦并没有拿起笔。“24361。”“这有什么难记的？这有什么难记的？”爱因斯坦说：爱因斯坦说：“两打与两打与19的平方，我记住了。的平方，我记住了。”小的时候，小的时候，很少说话。很少说话。爱因斯坦被一个爱因斯坦被一个罗盘启发罗盘启发 爱因斯坦大学入学考试成绩单爱因斯坦大学入学考试成绩单 早期工作早期工作瑞士专利局技术员瑞士专利局技术员 第一个妻子第一个妻子爱因斯坦与第一个妻子爱因斯坦与第一个妻子爱因斯坦的妻子和孩子爱因斯坦的妻子和孩子和他的第二个妻子和他的第二个妻子 科学科学成就成就 相相 对对 论论 狭义相对论狭义相对论1905年 广义相对论广义相对论1916年 光量子假说光量子假说 19051905年年19211921年获诺贝年获诺贝尔物理学奖尔物理学奖二、爱因斯坦的科学贡献：二、爱因斯坦的科学贡献：（一）提出狭义相对论：（一）提出狭义相对论：1、标志：、标志： 1905年年论物体的电动力学论物体的电动力学的发表的发表 2、内容：、内容： 包含两个基本原理包含两个基本原理（1）相对性原理：）相对性原理： 在自然界，不仅物体的运动和力的作用是相对的，而且在自然界，不仅物体的运动和力的作用是相对的，而且比普通物体运动速度更快的电磁波的运动也是相对的。比普通物体运动速度更快的电磁波的运动也是相对的。（2）光速不变原理：）光速不变原理： 光在真空中的传播速度，是一个不变的常数光在真空中的传播速度，是一个不变的常数每秒每秒30万公里，万公里，它和光源的运动速度以及观察者本人的运动速度都无关它和光源的运动速度以及观察者本人的运动速度都无关 。3、意义：、意义： 改变了牛顿力学的时空观念，揭露了物质和能量的相当性，改变了牛顿力学的时空观念，揭露了物质和能量的相当性，为原子能的利用奠定了理论基础（为原子能的利用奠定了理论基础（书书P134的历史的历史 纵横纵横），是近代物理学领域的一次伟大革命，是近代物理学领域的一次伟大革命 。爱因斯坦爱因斯坦19051905年提出的相对论，后来称作狭义相对论，年提出的相对论，后来称作狭义相对论，以光速永不改变、相对性原则来推论，得到以光速永不改变、相对性原则来推论，得到“时间时间”会会因速度快慢而改变的结论。因速度快慢而改变的结论。 相对论的例子相对论的例子：一卷录音带，：一卷录音带，如果在地面上播放需要一个小时；如果在地面上播放需要一个小时；在快速飞行的宇宙飞船里播放，在快速飞行的宇宙飞船里播放，宇宙飞船里的人测定也是一个小宇宙飞船里的人测定也是一个小时。但是由地面上的人员，来测时。但是由地面上的人员，来测定在宇宙飞船中播放的时间呢？定在宇宙飞船中播放的时间呢？根据牛顿的理论，因为时间是绝根据牛顿的理论，因为时间是绝对的对的，所以也是一小时；，所以也是一小时；但是爱但是爱因斯坦的理论则认为应该是一个因斯坦的理论则认为应该是一个多小时，多小时，因为时间是相对的因为时间是相对的，在，在不同速度下测量时间，长度是不不同速度下测量时间，长度是不一样的。一样的。 什么是狭义相对论？什么是狭义相对论？（1）（2）（3）（4）（二）提出广义相对论：（二）提出广义相对论：1、标志：、标志： 2、内容：、内容：（1）等效原理等效原理： （2）光速不变原理光速不变原理 ： 3、意义：、意义： 1916年年广义相对论的基础广义相对论的基础的发表的发表 包含两个基本原理包含两个基本原理在一个加速运动的系统里，物体会自动改变运动状态，在一个加速运动的系统里，物体会自动改变运动状态，而改变这种运动状态的力，就是惯性力而改变这种运动状态的力，就是惯性力在加速运动系统里的惯性力，可以运用到时空中的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各种物体运动上 。改变了人们对宇宙的认识，在广义相对论的改变了人们对宇宙的认识，在广义相对论的指引下，天体和宇宙演化的观测研究及理论指引下，天体和宇宙演化的观测研究及理论探讨前所未有地蓬勃开展起来。探讨前所未有地蓬勃开展起来。+P136还由此提出还由此提出，在引力中传播的光线，也要发生，在引力中传播的光线，也要发生弯曲弯曲，并，并建议在发生日全食时，通过天文观测验证这个预见。建议在发生日全食时，通过天文观测验证这个预见。金榜金榜P72广义相对论广义相对论物体使周围物体使周围空间、时间空间、时间弯曲，光线弯曲，光线也会也会改变路改变路径。径。“相对论相对论”妙解：妙解： 有一次，群众包围了从德国移居美国的科学家爱因斯坦的有一次，群众包围了从德国移居美国的科学家爱因斯坦的住宅，要他用住宅，要他用“最简单的话最简单的话”解释清楚他的解释清楚他的“相对论相对论”。当时，。当时，据说全世界只有几个高明的科学家看得懂他关于据说全世界只有几个高明的科学家看得懂他关于“相对论相对论”的的著作。著作。 爱因斯坦走出住宅，对大家说：爱因斯坦走出住宅，对大家说：“比方这么说比方这么说你同你最亲的人坐在火炉边，一个钟头过去了，你觉得好像只你同你最亲的人坐在火炉边，一个钟头过去了，你觉得好像只过了过了5 5分钟！反过来，你一个人孤孤单单地坐在热气逼人的火分钟！反过来，你一个人孤孤单单地坐在热气逼人的火炉边，只过了炉边，只过了5 5分钟，但你却像坐了一个小时。分钟，但你却像坐了一个小时。唔，这就唔，这就是相对论！是相对论！” 时间与永恒：时间与永恒： 有一次，一个美国女记者走访爱因斯坦，问道：有一次，一个美国女记者走访爱因斯坦，问道：“依您看，依您看，时间和永恒有什么区别呢？时间和永恒有什么区别呢？” 爱因斯坦答道：爱因斯坦答道：“亲爱的女亲爱的女士，如果我有时间给您解释它们之间的区别的话，那么，当你士，如果我有时间给您解释它们之间的区别的话，那么，当你明白的时候，永恒就消失了！明白的时候，永恒就消失了！” （2 2）牛顿力学与爱因斯坦相对论反映的事物）牛顿力学与爱因斯坦相对论反映的事物有何不同？两者之间有什么关系？有何不同？两者之间有什么关系？ 相对论打破了牛顿以来传统的绝对时相对论打破了牛顿以来传统的绝对时空观，但并非全盘否定牛顿力学。空观，但并非全盘否定牛顿力学。 牛顿力学反映的是宏观物体低速运动的牛顿力学反映的是宏观物体低速运动的客观规律，而狭义相对论反映的是物体高速运动客观规律，而狭义相对论反映的是物体高速运动的客观规律，是对牛顿力学的继承和发展。的客观规律，是对牛顿力学的继承和发展。 牛顿力学是相对论的一种特例（物体低速运牛顿力学是相对论的一种特例（物体低速运动状态），包括在相对论体系中。动状态），包括在相对论体系中。爱因斯坦爱因斯坦预言：预言：遥远遥远的星的星光如果掠过光如果掠过太阳表面太阳表面将将会会发生一点七秒的偏转。发生一点七秒的偏转。 在两张重叠的底片上在两张重叠的底片上可以清晰地看到一条笔直可以清晰地看到一条笔直的星光在穿过阴影中的太的星光在穿过阴影中的太阳时，竟然发生了偏转，阳时，竟然发生了偏转，偏转角是偏转角是1.71.7秒。秒。观测结果：普朗克提出普朗克提出量子假说。量子假说。爱因斯坦提出爱因斯坦提出光光量子假说量子假说，解决了经济物理学无法解解决了经济物理学无法解释的光电效应问题。释的光电效应问题。后来，他继续进行光辐射学的研后来，他继续进行光辐射学的研究，究，19211921年因年因光电效应研究获诺贝尔物理学奖。光电效应研究获诺贝尔物理学奖。 量子力学量子力学标志着标志着人类对客观规律的认识，开始从人类对客观规律的认识，开始从宏观宏观世界世界深入到深入到微观世界微观世界。今天，我们的现代文明，从电脑，电视，手机到核能，今天，我们的现代文明，从电脑，电视，手机到核能，航天，生物技术，几乎没有哪个领域不依赖于量子论。航天，生物技术，几乎没有哪个领域不依赖于量子论。 （三）其它成就：（三）其它成就：2、宇宙学；、宇宙学；1、光电效应研究光电效应研究3、统一场论等、统一场论等他的研究推动了量子力学的发展。他的研究推动了量子力学的发展。成就成就内容内容影响影响狭义相对论狭义相对论广义相对论广义相对论光量子假说光量子假说相对性相对性光速不变原理光速不变原理等效原理等效原理广义相对性广义相对性近代物理学领域近代物理学领域的一次伟大革命的一次伟大革命促进了人们对宇宙促进了人们对宇宙的认识及观测研究的认识及观测研究和理论探讨和理论探讨解释了光电效应解释了光电效应推动了量子力学推动了量子力学的发展的发展光具有波粒两象性光具有波粒两象性爱因斯坦的科学贡献爱因斯坦的科学贡献2 2、因为爱因斯坦为人类和平的努、因为爱因斯坦为人类和平的努力力1 1）一战时一战时: :支持（支持（ ）宣言）宣言2 2）一战后：）一战后：致力于恢复各国人民的相互致力于恢复各国人民的相互（ ），呼吁各国人民为（），呼吁各国人民为（ ）而）而斗争斗争3 3）二战时）二战时: :建议罗斯福抢在德国之前研制（建议罗斯福抢在德国之前研制（ ），痛心（），痛心（ ）爆炸引起的大量平）爆炸引起的大量平民伤害民伤害 4 4）二战后）二战后: :致力于防止（致力于防止（ ）的）的发生发生反战反战谅解谅解和平和平原子弹原子弹原子弹原子弹核战争核战争“今天早晨，一架今天早晨，一架B B轰炸机在日本广岛投下轰炸机在日本广岛投下了原子弹。这是无线电了原子弹。这是无线电里刚刚广播的。里刚刚广播的。”杜卡杜卡斯低声地对爱因斯坦说。斯低声地对爱因斯坦说。“O OWehWeh！”爱因斯坦爱因斯坦喊了一声。那是德语喊了一声。那是德语一声痛苦和绝望的呼一声痛苦和绝望的呼叫。叫。“早早知知如如此此，我我宁宁可当个修表匠！可当个修表匠！” 19391939年年8 8月月2 2日，爱因斯坦出于对人类命运的极大关日，爱因斯坦出于对人类命运的极大关注，写信给罗斯福总统，注，写信给罗斯福总统，建议美国务必抢在法西斯德国建议美国务必抢在法西斯德国之前制造出原子弹之前制造出原子弹；后来后来，当原子弹真的从潘多拉魔盒，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，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自认一生最大错误就是建议研制原子弹。他。他痛心痛心地说，地说，“早知如此，我宁可当个修表匠！早知如此，我宁可当个修表匠！” 爱因斯坦针对核武器问题的懊悔，是人类良心爱因斯坦针对核武器问题的懊悔，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！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武器对人类的巨大危害核武器对人类的巨大危害 他，推崇文学，热爱莎士比亚、歌德和他，推崇文学，热爱莎士比亚、歌德和肖伯纳；共鸣卡夫卡肖伯纳；共鸣卡夫卡 他，崇拜陀思妥也夫斯基：他，崇拜陀思妥也夫斯基：“陀思妥也陀思妥也夫斯基给予我的东西比任何科学家给予我的夫斯基给予我的东西比任何科学家给予我的都要多！都要多！”文学：文学： 爱因斯坦沉醉爱因斯坦沉醉于文学中的情景于文学中的情景拉小提琴的拉小提琴的爱因斯坦爱因斯坦 “科学的美和艺术的美是相通的，科学的美和艺术的美是相通的，科学的美和艺术的美是相通的，科学的美和艺术的美是相通的，是世界最高最美的两个侧面。是世界最高最美的两个侧面。是世界最高最美的两个侧面。是世界最高最美的两个侧面。” 爱因斯坦成功启示：爱因斯坦成功启示： “兴趣是最好的老师。兴趣是最好的老师。” “不是我聪明，只是我和问题周旋得比较久。不是我聪明，只是我和问题周旋得比较久。” “智慧并不产生于学历，而是来自对于知识终智慧并不产生于学历，而是来自对于知识终身不懈的追求。身不懈的追求。” “成功艰苦的劳动正确的方法少说空话成功艰苦的劳动正确的方法少说空话。”巨星陨落巨星陨落： 19551955年年4 4月月1818日日爱因斯坦病爱因斯坦病逝于普林斯顿。遵逝于普林斯顿。遵照他的遗嘱，不发讣造，不举行公开葬礼，不建坟照他的遗嘱，不发讣造，不举行公开葬礼，不建坟墓，不立纪念碑。火化时按照他的书面遗嘱：免除墓，不立纪念碑。火化时按照他的书面遗嘱：免除所有花卉布置以及所有音乐典礼。骨灰撒在永远对所有花卉布置以及所有音乐典礼。骨灰撒在永远对人保密的地方，为的是不使任何地方成为圣地。遗人保密的地方，为的是不使任何地方成为圣地。遗嘱执行者用歌德悼念席勒的诗结束了那朴素的葬礼：嘱执行者用歌德悼念席勒的诗结束了那朴素的葬礼：我们全都获益不浅，我们全都获益不浅， 全世界都感谢他的教诲；全世界都感谢他的教诲； 那专属他个人的东西，那专属他个人的东西， 早已传遍广大人群。早已传遍广大人群。 他像行将陨灭的彗星，他像行将陨灭的彗星， 光华四射，光华四射， 把无限光芒同他的光芒永相连结。把无限光芒同他的光芒永相连结。2、正确的科研方法：、正确的科研方法：3 3、淡泊名利的人生态度，科学的价值观；、淡泊名利的人生态度，科学的价值观；（1）独立思考是科学创见的首要条件，是科学思维的）独立思考是科学创见的首要条件，是科学思维的必备品质。必备品质。（2）重视实践调查，考察（李四光），归纳总结（牛）重视实践调查，考察（李四光），归纳总结（牛顿），理论分析（爱因斯坦），科学实验以及实践调顿），理论分析（爱因斯坦），科学实验以及实践调查，科学实践与理论研究相结合，是科学家基本的方查，科学实践与理论研究相结合，是科学家基本的方法。法。（3）坚持不懈勤奋探索。）坚持不懈勤奋探索。通过本单元的学习，你从这些科学家们的通过本单元的学习，你从这些科学家们的身上感受到了怎样的共同品质？身上感受到了怎样的共同品质？1、挑战权威的创新精神：、挑战权威的创新精神：4 4、艰苦奋斗的精神等等。、艰苦奋斗的精神等等。5 5、现代物理的两大支柱是：、现代物理的两大支柱是：光子论光子论 相对论相对论 量子论量子论 原子论原子论 A A、 B B、 C C、 D D、6 6、下列有关经典力学的陈述中不正确的是：、下列有关经典力学的陈述中不正确的是： A A、产生于产生于1717世纪世纪 B B、创立者是牛顿创立者是牛顿 C C、核心内容是量子论核心内容是量子论 D D、建立在日常生活常见低速物质之上建立在日常生活常见低速物质之上7 7、狭义相对论两个基本原理是：、狭义相对论两个基本原理是： 相对性原理相对性原理 质量守恒定律质量守恒定律 光速不变理论光速不变理论 万有引力定律万有引力定律 A A、 B B、 C C、 D D、9、下列有关爱因斯坦的相对论力、下列有关爱因斯坦的相对论力学与牛顿力学关系的表述，比较学与牛顿力学关系的表述，比较准确的是：准确的是： A、前者否定后者、前者否定后者 B、前者概括后者、前者概括后者 C、前者解释后者、前者解释后者 D、前者融化后者、前者融化后者 20052005年是爱因斯坦逝世年是爱因斯坦逝世5050周年，同时也是他提出狭义周年，同时也是他提出狭义相对论相对论100100周年。周年。100100年前，年仅年前，年仅2626岁的爱因斯坦，以他卓岁的爱因斯坦，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。典物理学由此彻底改变。为纪念相对论诞生为纪念相对论诞生100100周年暨爱周年暨爱因斯坦逝世因斯坦逝世5050周年，联合国大会将周年，联合国大会将20052005年确定为年确定为“国际物国际物理年理年”，这是联合国首次为一个学科确定的全球规模的纪，这是联合国首次为一个学科确定的全球规模的纪念活动。念活动。爱因斯坦，这位在许多国度千年人物爱因斯坦，这位在许多国度千年人物(1001(100120002000年年) )评选中都居榜首的俊杰，绝不仅仅是因为在物理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。他学上的成就。他既是既是伟大的科学家、现代物理学的开创者伟大的科学家、现代物理学的开创者和奠基人，和奠基人，更是更是杰出的思想家，杰出的思想家，他是一幅视野开阔的思想他是一幅视野开阔的思想宽银幕。宽银幕。