第20课爱因斯坦课件.ppt

1、前言前言“因为爱因斯坦在我们小小的地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、球就比其他宇宙的部分有特色、有智慧、有人的道德。有智慧、有人的道德。”中国科中国科学家李政道在纪念爱因斯坦相对学家李政道在纪念爱因斯坦相对论发表论发表100周年的纪念活动上说。周年的纪念活动上说。“全世界科学家一致公认全世界科学家一致公认:他的他的天才思想带来了一系列令人炫目天才思想带来了一系列令人炫目的技术革新，的技术革新，100年间的变化超年间的变化超过了过去过了过去2000年的总和。计算机、年的总和。计算机、人造卫星、通讯技术、激光、电人造卫星

2、、通讯技术、激光、电视和原子能，无一不与爱因斯坦视和原子能，无一不与爱因斯坦所揭示的理论有关。所揭示的理论有关。”他不仅仅是一个科学上的天他不仅仅是一个科学上的天才，还成为人类社会文化中才，还成为人类社会文化中的的“祖父级偶像祖父级偶像”。他的一。他的一生都在为人道主义与和平事生都在为人道主义与和平事业服务，他利用自己的威望业服务，他利用自己的威望大声疾呼，反对法西斯主义、大声疾呼，反对法西斯主义、种族偏见和麦卡锡主义。据种族偏见和麦卡锡主义。据报道报道,他在美国联邦调查局里他在美国联邦调查局里的档案就有的档案就有1400页。他做到页。他做到了今日科学家甚至是绝大多了今日科学家甚至是绝大多数政

3、治家和宗教领袖都做不数政治家和宗教领袖都做不到的事。爱因斯坦是全人类到的事。爱因斯坦是全人类公认的二十世纪仅次于马克公认的二十世纪仅次于马克思的世纪最伟大的巨人思的世纪最伟大的巨人,让我让我们进入他的生活里程去领悟们进入他的生活里程去领悟他的人格魅力吧他的人格魅力吧.第第2020课课2020世纪科学巨世纪科学巨匠爱因斯坦匠爱因斯坦课标要求课标要求:了解爱因斯坦等人了解爱因斯坦等人成长历程及主要科学成就，认成长历程及主要科学成就，认识他们在社会发展中的作用。识他们在社会发展中的作用。“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

4、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，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。放在客观真理的发现者之上。”-爱因斯坦爱因斯坦深圳市翠园中学孙曙光深圳市翠园中学孙曙光 1879年年3月月14日，爱因斯坦日，爱因斯坦出生于德国东部的乌尔姆，出生于德国东部的乌尔姆，犹太血统。他的父亲很有数犹太血统。他的父亲很有数学天赋，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，爱因斯学，只好弃学经商，爱因斯坦的母亲很有音乐天赋。他坦的母亲很有音乐天赋。他生长在一个无忧无虑的家庭生长在一个无忧无虑的家庭中，父母对他十分宽容的，中，父母对他

5、十分宽容的，循循善诱地帮助他成长与发循循善诱地帮助他成长与发展。年幼时，爱因斯坦就开展。年幼时，爱因斯坦就开始学习音乐，六岁开始练习始学习音乐，六岁开始练习拉小提琴，音乐几乎成了爱拉小提琴，音乐几乎成了爱因斯坦的因斯坦的第二职业第二职业，小提，小提琴终身陪伴着他。琴终身陪伴着他。爱因斯坦和的妹妹玛伽爱因斯坦和的妹妹玛伽,他在整他在整个一生中与他的妹妹玛亚始终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种家庭温暖中继承了善良与正直直.烏爾姆鎮大會堂烏爾姆鎮大會堂 出生地德國的烏爾姆鎮出生地德國的烏爾姆鎮(Ulm)。三。三岁多他还不会讲话

6、，并且直到九岁岁多他还不会讲话，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。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。他很不母亲弹奏优美动人的音乐。他很不爱说话，不能用语言把一切表达出爱说话，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，一方面则因为他总为他不大会说，一方面则因为他总是提出一些希奇古

7、怪的问题，让人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。爱因斯怀疑他的智商是否有障碍。爱因斯坦那被人误认为坦那被人误认为“平庸、低能平庸、低能”的的小脑瓜里，充满了对这陌生世界的小脑瓜里，充满了对这陌生世界的苦思冥想、百思不解，几乎没有安苦思冥想、百思不解，几乎没有安宁的时候。宁的时候。在爱因斯坦在爱因斯坦5岁的时候，一天，爸爸送岁的时候，一天，爸爸送给他一件小玩具给他一件小玩具罗盘。对新鲜事物充罗盘。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，释

8、手地摆弄起来。无论他怎样转来转去，那根针就是不听指挥，红色的一端依然牢那根针就是不听指挥，红色的一端依然牢牢地指向北方。牢地指向北方。“太奇怪了太奇怪了”爱因斯爱因斯坦不知所措地喃喃着，坦不知所措地喃喃着，“这到底是为什这到底是为什么？么？”这个童年之迷就此深深刻印在他的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，小爱因斯坦依学年龄，与同龄孩子相比，小爱因斯坦依然显得十分

9、木讷，动作迟缓呆笨。他虽然然显得十分木讷，动作迟缓呆笨。他虽然很愚笨，然而却很善良。很愚笨，然而却很善良。6岁时，爱因斯岁时，爱因斯坦迷上了音乐，开始学小提琴。喜欢音乐，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。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。指法又令他心生厌倦。中学学业也不突出，除了数学很好以中学学业也不突出，除了数学很好以外，其他功课都不怎么样，尤其是拉外，其他功课都不怎么样，尤其是拉丁文和希腊文他毫无兴趣。一次他的丁文和希腊文他毫无兴趣。一次他的父亲来学校了解儿

10、子的情况并问班主父亲来学校了解儿子的情况并问班主任老师任老师,他的儿子将来做什么合适。老他的儿子将来做什么合适。老师直言不讳地说师直言不讳地说“做什么都无关紧要做什么都无关紧要,你的儿子将是一事无成的你的儿子将是一事无成的”。随着年。随着年龄的增大，爱因斯坦的眼界渐渐开阔，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。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

11、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。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，中学老不久，他又自学了高等数学，中学老师已不是他的对手。师已不是他的对手。在整个中小学时代却常常被在整个中小学时代却常常被斥为斥为“生性孤僻、智力迟生性孤僻、智力迟钝钝”，“不守纪律、心不在不守纪律、心不在焉、想入非非焉、想入非非”。中学毕业。中学毕业前夕，校方甚至勒令他退了前夕，校方甚至勒令他退了学。学。1616岁那年，他以同等学岁那年，他以同等学历报考大学，尽管物理数学历报考大学，尽管物理数学成绩很好，但由于有些科目成绩很好，但由于有些科目考砸了锅，只得名落孙山。考砸了

12、锅，只得名落孙山。第二年进入大学后，他仍然第二年进入大学后，他仍然不愿意强迫自己去适应那种不愿意强迫自己去适应那种被动的、刻板的、纯粹按部被动的、刻板的、纯粹按部就班的学习生活，他擅自就班的学习生活，他擅自“刷掉了刷掉了”很多课程，只以很多课程，只以“极大的兴趣极大的兴趣”去听某些数去听某些数理课并在家里自学。理课并在家里自学。在四年大学生活中，他仍然不是在四年大学生活中，他仍然不是“好好学生学生”：曾被数学教授称为：曾被数学教授称为“懒狗懒狗”，曾因，曾因做实验出事故受到处分，还曾被物理教授认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。大学毕业时几为不适宜学物理而应当改行

13、。大学毕业时几位同窗好友都留校当了助教，位同窗好友都留校当了助教，由于他的落拓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，两年后才找到固不满，大学一毕业就失业，两年后才找到固定职业。定职业。这种种亲身经历，使爱因斯坦对教这种种亲身经历，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，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。形成了一种与众不同的教育观点。“知识知识是死的，而学校却要为活人服务。是死的，而学校却要为活人服

14、务。”这是爱这是爱因斯坦对于学校教育的基本看法。他反对把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，更反对把学校仅仅看做是传授知识的工具，更反对把学生学生“当作死的工具来对待当作死的工具来对待”。他认为：。他认为：“学校的目的始终应当是：青年人在离开学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，而不是作为一校时，是作为一个和谐的人，而不是作为一个专家。个专家。”而所谓而所谓“和谐的人和谐的人”，按照，按照他的思路，就是既富有个性又有他的思路，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，与我们所主张的基本教育思

15、想，与我们所主张的尊重学生主体性、促进学生健康尊重学生主体性、促进学生健康成长的素质教育思想是完全一致成长的素质教育思想是完全一致的。的。19051905年，年，2626岁的爱因斯坦尚岁的爱因斯坦尚未知名，小人物写出了大文章。未知名，小人物写出了大文章。他他在科学史上创造了一个史无前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，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、分子大小发表了关于光量子说、分子大小测定法

16、、布朗运动理论和狭义相测定法、布朗运动理论和狭义相对论对论 爱因斯坦如果生长在当今中国，他的爱因斯坦如果生长在当今中国，他的文章能否被认可，受重视，是值得怀文章能否被认可，受重视，是值得怀疑的。疑的。我甚至怀疑刚三十岁出头的杨我甚至怀疑刚三十岁出头的杨振宁先生，当年若不在普林斯顿大学，振宁先生，当年若不在普林斯顿大学，而在中关村原子能所就职，能否脱颖而在中关村原子能所就职，能否脱颖而出、名满天下，该打个大问号！年而出、名满天下，该打个大问号！年仅仅26岁的岁的爱因斯坦爱因斯坦，而且是一个瑞士，而且是一个瑞士专利局的职员，在大学里老师都不大专利局的职员，在大学里老师都不大看得起他，不愿意把他留下

17、来做助教，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一个职位，他每个星期要在专利局工作大概作大概40多个小时。但尽管如此，这多个小时。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了二十世纪物理学史上最辉煌的几项贡献贡献。一、爱因斯坦的青少年时代一、爱因斯坦的青少年时代1 1、18791879年出生于德国的一年出生于德

18、国的一个犹太人家庭，从小对几何个犹太人家庭，从小对几何学兴趣浓厚学兴趣浓厚2 2、中学时代：表现平平、中学时代：表现平平3 3、大学时代：广泛阅读，、大学时代：广泛阅读，培养了自学和独立思考的能培养了自学和独立思考的能力，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、大学毕业：成为瑞士伯尔尼专利局的一名技术员尔尼专利局的一名技术员5 5、划时代事件：利用业余、划时代事件：利用业余时间研究物理学，获得革命时间研究物理学，获得革命性突破性突破青年时期的爱因斯坦青年时期的爱因斯坦 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

19、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岁的毛头小伙爱因斯坦，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，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，心，为纪念相对论诞生为纪念相对论诞生100100周年暨爱因斯坦逝世周年暨爱因斯坦逝世5050周年，周年，联合国大会将联合国大会将20052005年确定为年确定为“国际物理年国际物理年”，这是联合国，这是联合国首次为一个学科确定的全球规模的纪念活动。首次为一个学科确

20、定的全球规模的纪念活动。爱因斯坦，爱因斯坦，这位在许多国度千年人物这位在许多国度千年人物(1001(100120002000年年)评选中都居榜首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。想家，他是一幅视野开阔的思想宽银幕。一、爱因斯坦的青少年时代一、爱因斯坦的青少年时代二、爱因斯坦的科学成就二、爱因斯坦的科学成就1 1、提出相对论、提出相对论19051905年提出匀速运动体系的狭义相对论；

21、年提出匀速运动体系的狭义相对论；19161916年提出加速运动体系的广义相对论。年提出加速运动体系的广义相对论。主要内容主要内容(两个基本原理两个基本原理)相对性原理和光速不变原理（必修相对性原理和光速不变原理（必修3 3）2 2、光的量子论（获得诺贝尔奖）光的量子论（获得诺贝尔奖）3 3、提出了著名的质能关系式：、提出了著名的质能关系式：E=mcE=mc2 2，质能关系式对，质能关系式对后来发展的原子能事业起到了指导作用（后来发展的原子能事业起到了指导作用（P97P97）爱因斯坦在时空观的彻底变革的基础上建立了爱因斯坦在时空观的彻底变革的基础上建立了相相对论力学对论力学，指出质量随着速度的增

22、加而增加，当速度，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。接近光速时，质量趋于无穷大。爱因斯坦与相对论爱因斯坦与相对论 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、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，解答。不过，2020世纪

23、初，在人们了解光、研究光的过程中，带世纪初，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。他对空对空间和时间这样一些基本概念作了本质上的变革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。学说。这一理论上的根本性突破，开辟了物理学

24、的新纪元。相对论相对论1 1）相对论内容：）相对论内容：两个基本原理是相对性原理和光速不变原理。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、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。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。下都是不变的。2 2）意义

25、：扩展了物理学的研究空间和应用领域（从）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。日常范围到宏观宇宙空间）；开阔了人们的思维。在在1915年到年到1917年的年的3年中是爱因斯坦科学成就的第二个高峰年中是爱因斯坦科学成就的第二个高峰时期，类似于时期，类似于1905年，他也在三个不同领域中分别取得了历史年，他也在三个不同领域中分别取得了历史性成就。除了性成就。除了1915年最后建成了被公认为人类思想史中最伟大年最后建成了被公认为人类思想史中最伟大的成就之一的广义相对论以外，的成就之一的广义相对论以外，1916年在辐射量子论方面又作年在辐射量子论方面又作

26、出了重大突破，出了重大突破，1917年双开创了现代科学的宇宙学。年双开创了现代科学的宇宙学。“这是自牛顿时代以来与引力理论有关的最重要成果，是人类这是自牛顿时代以来与引力理论有关的最重要成果，是人类思想的最高成就之一。思想的最高成就之一。”皇家学会主席皇家学会主席J.J.汤姆孙，在讨汤姆孙，在讨论证实受因斯坦理论的日食照片的会议上所说的话论证实受因斯坦理论的日食照片的会议上所说的话 19161916年，爱因斯坦完成了长篇论文年，爱因斯坦完成了长篇论文广义相对论的基础广义相对论的基础，爱因斯坦首先将，爱因斯坦首先将相对论称为狭义相对论，并进一步表述了相对论称为狭义相对论，并进一步表述了广义相对性

27、原理：物理学的定律必须对于广义相对性原理：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。面将会发生一点七秒的偏转。19191919年，英年，英国派出了两支远征队分赴两地观察日全食，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。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

28、家、皇家学会会确的。会上，著名物理学家、皇家学会会长汤姆孙说：长汤姆孙说：“这是自从牛顿时代以来所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取得的关于万有引力理论的最重大的成果果”，“爱因斯坦的相对论是人类思想最爱因斯坦的相对论是人类思想最伟大的成果之一伟大的成果之一”。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，在物体具有很大的相体具有很大的相对质量（例如一对质量（例如一颗恒星）时，这颗恒星）时，这种弯曲可使从种弯曲可使从它旁边经过的任它旁边经过的任何其它事物，即何其它事物，即使是光线，改变使是光线，改变路径。路径。地球周

29、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的情景。科学家通过拖曳扭曲时的情景。科学家通过分析两枚绕地球轨道的人造卫星分析两枚绕地球轨道的人造卫星1111年的运行轨迹，发现由于地球年的运行轨迹，发现由于地球旋转所造成的特异的空间结构，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使这些卫星大概每年出现大约2 2米的轨道偏离的现象。米的轨道偏离的现象。宇宙中黑洞旋转引起的时宇宙中黑洞旋转引起的时空扭曲效应，以及黑洞物空扭曲效应，以及黑洞物质猛烈喷发的情景。质猛烈喷发的情景。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1900190

30、0年提出。年提出。他认为，物质的辐射能不是连续的，而是以最小的、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。化的。随后英国物理学家卢瑟福和丹麦物理学家玻尔把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。放出

31、相应波长的电磁波。玻尔在此基础上创立了原子玻尔在此基础上创立了原子结构的理论。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。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、文学及和平事业中物理学、化学、生理学或医学、文学及和平事业中“对对于人类做出最大贡献的人于人类做出最大贡献的人”，加之诺贝尔奖评选委员会，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坚持许

32、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大发现并未获得评选委员会的“青睐青睐”。长期以来，诺。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。直到世人所知。直到1974年，根据已公开的诺贝尔奖评选档年，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，当时身为诺贝尔奖评审团成员、候选人。但是，当时身为诺贝尔奖评审团成员

33、、1911年年诺贝尔医学奖得主加尔斯特兰德却认为，相对论应接受诺贝尔医学奖得主加尔斯特兰德却认为，相对论应接受时间的考验，致使爱因斯坦连年落选。时间的考验，致使爱因斯坦连年落选。为何爱因斯坦未因相对论获得诺贝尔奖为何爱因斯坦未因相对论获得诺贝尔奖?相对论贡献长期不被人所重视，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的性质，这个得到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爱因斯坦得到诺贝尔奖金是光

34、电效应，其中没有相对论。应，其中没有相对论。由于相对论的观点与人们的日常经验不太由于相对论的观点与人们的日常经验不太一致，甚至有着尖锐的冲突，相对论从一开始一致，甚至有着尖锐的冲突，相对论从一开始就受到包括一些科学家在内的很多人的反对。就受到包括一些科学家在内的很多人的反对。19211921年爱因斯坦获得了诺贝尔奖，当时不少德年爱因斯坦获得了诺贝尔奖，当时不少德国的诺贝尔奖获得者威胁说，如果给相对论授国的诺贝尔奖获得者威胁说，如果给相对论授奖，他们就要退回已获得的奖章，结果评选委奖，他们就要退回已获得的奖章，结果评选委员会只好让爱因斯坦作为光电效应理论的建立员会只好让爱因斯坦作为光电效应理论的

35、建立者得奖，者得奖，相对论始终没有获得诺贝尔奖。相对论始终没有获得诺贝尔奖。但相但相对论在物理学上却非常合理且为实验所证实。对论在物理学上却非常合理且为实验所证实。想一想想一想:上述现象说明了什么问题上述现象说明了什么问题?给我们什么启发给我们什么启发?说明：象许多事物一样，科学的发展道路也并说明：象许多事物一样，科学的发展道路也并非一帆风顺，往往会遇到很多阻力。非一帆风顺，往往会遇到很多阻力。启示：要敢于怀疑常识，勇于创新，因为即使启示：要敢于怀疑常识，勇于创新，因为即使生活中习以为常、看起来无懈可击的规律也可生活中习以为常、看起来无懈可击的规律也可能是不科学的。能是不科学的。科学科学(物理

36、学物理学)的发展历程的发展历程 2001年是人类社会告别年是人类社会告别20世纪，进入新千年的世纪，进入新千年的第第1年。纵观已经过去的科学发展历史，人类对自年。纵观已经过去的科学发展历史，人类对自然世界的理解经历了极其曲折的认识道路。在公元然世界的理解经历了极其曲折的认识道路。在公元前前500年之前，人们对自然世界的认识已经历了很年之前，人们对自然世界的认识已经历了很长久的岁月时间，但仅仅是获得非常少的零碎经验。长久的岁月时间，但仅仅是获得非常少的零碎经验。直到公元前直到公元前500年间，人们才正式建立起系统的理年间，人们才正式建立起系统的理论体系。亚里士多得在公元前论体系。亚里士多得在公元

37、前300年之前建立的物年之前建立的物理学，曾经被人们延用到公元后的理学，曾经被人们延用到公元后的17世纪。在整整世纪。在整整2000多年的人类社会发展过程中，经院学者都认为多年的人类社会发展过程中，经院学者都认为自己掌握的系统理论是正确的科学知识。然而是伽自己掌握的系统理论是正确的科学知识。然而是伽利略利略,牛顿牛顿,爱因斯坦这三位近代科学大师无情地宣爱因斯坦这三位近代科学大师无情地宣布了经院科学的失败布了经院科学的失败,开拓创新了近代物理科学开拓创新了近代物理科学.源于古希腊亚里士多德源于古希腊亚里士多德的著作的著作物理学物理学 物理学物理学physicsphysics古希腊文明时代：古希腊

38、文明时代：1.1.亚里士多德亚里士多德2.2.欧几里德欧几里德:几何学几何学;托勒密托勒密:地心说地心说 阿基米德阿基米德:力学力学近代文艺复兴时期：近代文艺复兴时期：哥白尼哥白尼伽利略伽利略牛顿牛顿 伽利略的发现及他所应用的科学的伽利略的发现及他所应用的科学的推理方法是推理方法是“人类思想史上最伟大的成人类思想史上最伟大的成就之一。它标志着物理学的真正开端就之一。它标志着物理学的真正开端”爱因斯坦爱因斯坦伽利略伽利略成就：成就：宣传宣传“日心说日心说”望远镜望远镜 温度计温度计落体定律落体定律Galileo 15641642牛顿牛顿（Newton 1642Newton 16421727172

39、7）英国）英国自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理 三大定律和万有引力定律三大定律和万有引力定律 “我之所以能比别人看得远些，是因为我之所以能比别人看得远些，是因为我站在巨人们的肩上。我站在巨人们的肩上。”牛顿牛顿 1.171.17世纪，牛顿创立经典力学。世纪，牛顿创立经典力学。2.192.19世纪，经典物理学的隐患暴露。世纪，经典物理学的隐患暴露。当德国著名的物理学家当德国著名的物理学家普朗克普朗克年轻时向他的老师求教，年轻时向他的老师求教，是选择音乐还是物理学作为自己终身的职业时，得到的答是选择音乐还是物理学作为自己终身的职业时，得到的答复是：复是：“物理学基本是一门已经完成了的科学，因此

40、，对物理学基本是一门已经完成了的科学，因此，对于物理学的研究实际上是不会有多大成果的。于物理学的研究实际上是不会有多大成果的。”当时许多物理学家认为：物理学的大厦已经落成，人当时许多物理学家认为：物理学的大厦已经落成，人类对自然界的认识已经到了尽头。类对自然界的认识已经到了尽头。十九世纪末十九世纪末 物理学的新突破物理学的新突破三大发现三大发现 1.X1.X光光 1895 1895 伦琴伦琴.(.(阴极射线阴极射线)2.2.电子电子 1898 1898 汤姆逊汤姆逊(x(x射线的荷质比射线的荷质比)3.3.放射性放射性 1896 1896 贝克勒尔：铀贝克勒尔：铀(深究深究x x光光)1898

41、 1898 居里夫人：镭居里夫人：镭 经典物理学的危机经典物理学的危机1717至至1818世纪经典物理学已经发展世纪经典物理学已经发展到了完整、系统和成熟阶段到了完整、系统和成熟阶段 ，一，一些科学家还根据万有引力定律计些科学家还根据万有引力定律计算出了海王星和冥王星的位置，算出了海王星和冥王星的位置，证明了经典物理学的准确性、科证明了经典物理学的准确性、科学性和可预见性。但是，经典物学性和可预见性。但是，经典物理学是以日常生活中常见的低速理学是以日常生活中常见的低速运动的物质为研究对象的，一旦运动的物质为研究对象的，一旦进入光速运动时，经典物理学的进入光速运动时，经典物理学的某些结论就变得不

42、准确。某些结论就变得不准确。这种状况随着这种状况随着2020世纪以来科世纪以来科学研究的不断深入而日益显现，学研究的不断深入而日益显现，如神秘的如神秘的“以太以太”一直不能被证一直不能被证明是存在的、高速运动的微观粒明是存在的、高速运动的微观粒子发生的现象非经典力学所能解子发生的现象非经典力学所能解释等。物理学只有来一番彻底的释等。物理学只有来一番彻底的革命，才能适应科学研究的新形革命，才能适应科学研究的新形势。在这种背景下，相对论与量势。在这种背景下，相对论与量子论应运而生。子论应运而生。关于光的性质，还有很多谜，直到现在也无法用科学解释。关于光的性质，还有很多谜，直到现在也无法用科学解释。

43、光是怎样产生的？在空间如何传播？光怎样从物质出现？光光是怎样产生的？在空间如何传播？光怎样从物质出现？光是什么，是物质、振动、还是纯能？颜色是否为光必不可少？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，科学已经做出了部分解释，但归根对于这许许多多的问题，科学已经做出了部分解释，但归根结底，这些问题尚未解答。不过，结底，这些问题尚未解答。不过，20世纪初，在人们了解光、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，许多科学家都做出了重和量子论。为建立这两

44、个理论体系，许多科学家都做出了重要贡献，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，其中最为突出的是爱因斯坦。是爱因斯坦。提示：提示：相对于牛顿的经典物理学相对于牛顿的经典物理学(力学力学)而言的而言的;量子论和相对论是现代物理学的两大支柱量子论和相对论是现代物理学的两大支柱;两大理论的提出者分别是德国理论物理学家普两大理论的提出者分别是德国理论物理学家普朗克和美籍德国科学家爱因斯坦朗克和美籍德国科学家爱因斯坦爱因斯坦和量子理论的创始人普朗克爱因斯坦和量子理论的创始人普朗克 现代物理学的现代物理学的两大代表人物两大代表人物这位当年的年轻物理学家几乎仅靠这位

45、当年的年轻物理学家几乎仅靠单枪匹马之力便让经典物理学大厦单枪匹马之力便让经典物理学大厦轰然倒塌。轰然倒塌。100100年物理重大发现和发明年物理重大发现和发明1895 1895 发现发现 X X 射线射线 (伦琴伦琴 )1896 1896 发现放射性发现放射性 (贝克勒尔贝克勒尔 )1897 1897 发现电子发现电子 (J(J J J 汤姆逊汤姆逊 )1898 1898 提炼出钋和镭提炼出钋和镭 (居里夫人居里夫人 )1900 1900 量子论诞生量子论诞生 (普朗克普朗克 )1901 1901 发明无线电报发明无线电报 (马可尼马可尼 )1905 1905 建立狭义相对论建立狭义相对论,光

46、的量子论光的量子论 (爱因斯坦爱因斯坦 )1911 1911 发现原子核发现原子核 (卢瑟福卢瑟福 )发现超导发现超导 (昂内斯昂内斯 )1913 1913 建立原子模型建立原子模型 (玻尔玻尔 )1915 1915 建立广义相对论建立广义相对论 (爱因斯坦爱因斯坦 )1925-1926 1925-1926 建立量子力学建立量子力学 (海森伯，薛定谔海森伯，薛定谔 )1932 1932 发现中子（查特威克）发现中子（查特威克）1939 1939 发现裂变发现裂变 （哈恩，斯特拉斯曼）（哈恩，斯特拉斯曼）1942 1942 第一个核反应堆建成第一个核反应堆建成 (费米费米 )1945 1945

47、原子弹爆炸（奠本海默等原子弹爆炸（奠本海默等 )；，；，1947 1947 发明晶体管发明晶体管 (肖克莱，巴丁，布莱顿）肖克莱，巴丁，布莱顿）1947-1955 1947-1955 从电子管计算机到晶体管计算机从电子管计算机到晶体管计算机1957 1957 人造卫星上天人造卫星上天 (前苏联前苏联 )1958-1960 1958-1960 发发 明激光（汤斯，肖洛，梅曼等明激光（汤斯，肖洛，梅曼等 )1961 1961 载人飞船上天（加加林载人飞船上天（加加林 )1969 登上月球登上月球(阿姆斯特朗等阿姆斯特朗等)1970 光纤通信逐步实用化光纤通信逐步实用化 1972-1978 研制成大

48、规模集成电路计算机研制成大规模集成电路计算机 1978 计算机大量普及计算机大量普及 1986 发现高温超导体（贝特诺兹等）发现高温超导体（贝特诺兹等）100100年物理重大发现和发明年物理重大发现和发明在十八十九世纪，个人发明在发明总数中占在十八十九世纪，个人发明在发明总数中占有压倒性多数，发明家的名气达到了历史上有压倒性多数，发明家的名气达到了历史上的最高水平。在当代社会，越来越多的发明的最高水平。在当代社会，越来越多的发明创造是由科学组织集体作出的。社会与科技创造是由科学组织集体作出的。社会与科技的发展趋势使发明家孤军奋战的现象逐渐过的发展趋势使发明家孤军奋战的现象逐渐过时。个人发明在全

49、部发明中的比重正在下降，时。个人发明在全部发明中的比重正在下降，个人发明家的名气与地位也正在下降。但是，个人发明家的名气与地位也正在下降。但是，他们的创新精神财富仍占据不可替代的地位。他们的创新精神财富仍占据不可替代的地位。一、爱因斯坦的青少年时代一、爱因斯坦的青少年时代二、爱因斯坦的科学成就二、爱因斯坦的科学成就三、爱因斯坦的其它贡献三、爱因斯坦的其它贡献1 1、和平的坚定捍卫者、和平的坚定捍卫者一战时一战时: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:建议罗斯福抢在纳粹之前研制原子弹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痛心原子弹爆炸引

50、起的大量平民伤害冷战时冷战时:发表了反核战的发表了反核战的罗素罗素-爱因斯坦宣言爱因斯坦宣言2 2、伟大的人格力量、伟大的人格力量平凡简朴的生活作风平凡简朴的生活作风谦逊善良纯朴的伟大人格谦逊善良纯朴的伟大人格不崇拜偶像、漠视奖励的做人准则不崇拜偶像、漠视奖励的做人准则原子彈冬菇雲原子彈冬菇雲 他为原子弹懊悔终身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，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他又痛心地说，这是他一生中最大的错误和遗憾。和遗憾。1939年年8月月2日，爱因斯坦给