愛因斯坦相對論課件

愛因斯坦和他的相對論應(yīng)用化學(xué)吳孟強(qiáng)2100481愛因斯坦和他的相對論應(yīng)用化學(xué)愛因斯坦（1879－1955）

美籍德國猶太人。他創(chuàng)立了代表現(xiàn)代科學(xué)的相對論，并為核能開發(fā)奠定了理論基礎(chǔ)，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和它的深刻影響及廣泛應(yīng)用方面開創(chuàng)了現(xiàn)代科學(xué)新紀(jì)元，被公認(rèn)為自伽利略、牛頓以來最偉大的科學(xué)家、思想家。1921年諾貝爾物理學(xué)獎獲得者?，F(xiàn)代物理學(xué)的開創(chuàng)者和奠基人，相對論——“質(zhì)能關(guān)系”的提出者，“決定論量子力學(xué)詮釋”的捍衛(wèi)者（振動的粒子）——不擲骰子的上帝。1999年12月26日，愛因斯坦被美國《時代周刊》評選為“世紀(jì)偉人”。

愛因斯坦（1879－1955）美籍德國猶太在1905年愛因斯坦發(fā)表了6篇劃時代的論文，分別為：1.《關(guān)于光的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化的一個試探性觀點》2.《分子大小的新測定方法》3.《熱的分子運動論所要求的靜液體中懸浮粒子的運動》4.《論動體的電動力學(xué)》：首次提出了狹義相對論基本原理，論文中提出了兩個基本公理：“光速不變”，以及“相對性原理”。5.《物體的慣性同它所含的能量有關(guān)嗎？》6.《布朗運動的一些檢視》這一年成為經(jīng)典物理學(xué)與現(xiàn)代物理學(xué)分水嶺。1921年的愛因斯坦“愛因斯坦奇跡年”在1905年愛因斯坦發(fā)表了6篇劃時代的論文，分相對論狹義相對論廣義相對論光速在所有慣性參考系中不變，它是物體運動的最大速度。由于相對論效應(yīng)，運動物體的長度會變短，運動物體的時間膨脹。

以幾何語言建立而成的引力理論，統(tǒng)合了狹義相對論和牛頓的萬有引力定律，將引力改描述成因時空中的物質(zhì)與能量而彎曲的時空，以取代傳統(tǒng)對于引力是一種力的看法。

(1905年)(1915年)(1905年)(1915年)相對論狹義相對論廣義相對論光速在所有慣性參考系中不變，它是物佯謬問題時鐘雙生子佯謬:相對論誕生后，曾經(jīng)有一個令人極感興趣的疑難問題——雙生子佯謬。一對雙生子甲和乙，乙在地球上，甲乘火箭去做星際旅行，經(jīng)過漫長歲月返回地球。愛因斯坦由相對論斷言，二人經(jīng)歷的時間不同，重逢時甲將比乙年輕。比如在這一對孿生兄弟20歲時，甲乘飛船作太空飛行，甲認(rèn)為飛行時間只有一年，在其返回地面時，甲只有21歲，但他卻發(fā)現(xiàn)乙卻已成了90多歲的老人了，亦即乙比甲年老了許多。

佯謬問題時鐘雙生子佯謬:相對論誕生后，曾經(jīng)有一愛因斯坦的相對論認(rèn)為，光速在所有慣性參考系中不變，它是物體運動的最大速度。由于相對論效應(yīng)，運動物體的長度會變短，運動物體的時間膨脹。但由于日常生活中所遇到的問題，運動速度都是很低的（與光速相比），看不出相對論效應(yīng)。

狹義相對論愛因斯坦的相對論認(rèn)為，光速在所有慣性參考系中不1966年，科學(xué)家在實驗中測得μ子繞圓形軌道高速運動時，其平均壽命比在地面上靜止的μ子的平均壽命長。1971年，科學(xué)家們又觀察到了放在衛(wèi)星上繞地球旋轉(zhuǎn)的原子鐘比地面上的原子鐘走的慢得多的現(xiàn)象。這些實驗證明了狹義相對論的正確性，同時也就間接解釋了“雙生子佯謬”這個問題。狹義相對論的證明1966年，科學(xué)家在實驗中測得μ子繞圓形軌道高狹義相對論最著名的推論是質(zhì)能公式——E=mc2，它說明了質(zhì)量隨能量的增加而增加。它也可以用來解釋核反應(yīng)所釋放的巨大能量，但它不是導(dǎo)致原子彈的誕生的原因。狹義相對論的副產(chǎn)品狹義相對論最著名的推論是質(zhì)能公式——E=mc2狹義與廣義相對論的分野

目前一般認(rèn)為，狹義與廣義相對論的區(qū)別在于所討論的問題是否涉及引力（彎曲時空），即狹義相對論只涉及那些沒有引力作用或者引力作用可以忽略的問題，而廣義相對論則是討論有引力作用時的物理學(xué)的。用相對論的語言來說，就是狹義相對論的背景時空是平直的，即四維平凡流型配以閔氏度規(guī)，其曲率張量為零，又稱閔氏時空；而廣義相對論的背景時空則是彎曲的，其曲率張量不為零。

狹義與廣義相對論的分野目前一般認(rèn)為，狹義與廣義廣義相對論的提出1915年11月25日，愛因斯坦把題為“萬有引力方程”的論文提交給了柏林的普魯士科學(xué)院，完整地論述了廣義相對論。在這篇文章中他不僅解釋了天文觀測中發(fā)現(xiàn)的水星軌道近日點移動之謎，而且還預(yù)言：星光經(jīng)過太陽會發(fā)生偏折，偏折角度相當(dāng)于牛頓理論所預(yù)言的數(shù)值的兩倍。廣義相對論的提出1915年11月25日，愛因斯廣義相對論由于牛頓定律給狹義相對論提出了困難，即任何空間位置的任何物體都要受到力的作用。因此，在整個宇宙中不存在慣性觀測者。愛因斯坦為了解決這一問題又提出了廣義相對論。

廣義相對論黑洞四維彎曲時空有限無邊宇宙引力波引力透鏡大爆炸宇宙學(xué)說廣義相對論由于牛頓定律給狹義相對論提出了困難，為了證明廣義相對論的正確，愛因斯坦求助于天文學(xué)觀測，提出了三個可以用天文學(xué)觀測來驗證的廣義相對論效應(yīng)。第一、愛因斯坦用廣義相對論解決了長期懸而未解的水星近日點附加進(jìn)動問題，計算結(jié)果與觀測符合得很好；第二、預(yù)言了光線在太陽引力場中會彎曲；第三、預(yù)言恒星發(fā)出的光譜譜線由于強(qiáng)大引力的作用會使其波長變長，也就是發(fā)生引力紅移。為了證明廣義相對論的正確，愛因斯坦求助于天文學(xué)1919年5月英國天文學(xué)家、物理學(xué)家愛丁頓和戴森分別奔赴非洲西海岸的普林西比島和巴西的索貝瑞爾并在29日進(jìn)行了日全食觀測。11月6日，戴森在英國皇家學(xué)會和皇家天文學(xué)會聯(lián)席會議上鄭重宣布：得到證實的是愛因斯坦而不是牛頓所預(yù)言的結(jié)果。他稱贊道“這是人類思想史上最偉大的成就之一。愛因斯坦發(fā)現(xiàn)的不是一個小島，而是整整一個科學(xué)思想的新大陸。”消息傳遍全世界，愛因斯坦成了舉世矚目的名人。廣義相對論也被提高到神話般受人敬仰的寶座。廣義相對論的證明1919年5月英國天文學(xué)家、物理學(xué)家愛丁頓和戴由于地球公轉(zhuǎn)引起太陽在天球上的視位置有一個周年運動，即每天的同一時刻太陽在星空背景上的視位置都不同，要移動差不多一度，全年正好移動一周。所以，白天出現(xiàn)在太陽背后的星空，幾個月前或幾個月后，將在夜間出現(xiàn)。因此在幾個月后可以拍下日食時觀測的天區(qū)。對比日食時拍下的太陽背后的星空和太陽不存在時的同一星空照片，就可以測量出恒星位置的偏離。廣義相對論的證明由于地球公轉(zhuǎn)引起太陽在天球上的視位置有一個周年對愛因斯坦引入的這些全新的概念，大部分物理學(xué)家，其中包括相對論變換關(guān)系的奠基人洛侖茲，都覺得難以接受。舊的思想方法的障礙，使這一新的物理理論直到一代人之后才為廣大物理學(xué)家所熟悉，就連瑞典皇家科學(xué)院，1922年把諾貝爾獎金授予愛因斯坦時，也只是說“由于他對理論物理學(xué)的貢獻(xiàn)，更由于他發(fā)現(xiàn)了光電效應(yīng)的定律?！睂τ谙鄬φ撝蛔治刺?。智商160“你和一個漂亮姑娘在公園長椅上坐一小時，覺得只過了一分鐘；你緊挨著一個火爐坐一分鐘，卻覺得過了一小時。這就是相對論?！睂垡蛩固挂氲倪@些全新的概念，大部分物理學(xué)謝謝！謝謝！11醉翁亭記

1．反復(fù)朗讀并背誦課文，培養(yǎng)文言語感。

2．結(jié)合注釋疏通文義，了解文本內(nèi)容，掌握文本寫作思路。

3．把握文章的藝術(shù)特色，理解虛詞在文中的作用。

4．體會作者的思想感情，理解作者的政治理想。一、導(dǎo)入新課范仲淹因參與改革被貶，于慶歷六年寫下《岳陽樓記》，寄托自己“先天下之憂而憂，后天下之樂而樂”的政治理想。實際上，這次改革，受到貶謫的除了范仲淹和滕子京之外，還有范仲淹改革的另一位支持者——北宋大文學(xué)家、史學(xué)家歐陽修。他于慶歷五年被貶謫到滁州，也就是今天的安徽省滁州市。也是在此期間，歐陽修在滁州留下了不遜于《岳陽樓記》的千古名篇——《醉翁亭記》。接下來就讓我們一起來學(xué)習(xí)這篇課文吧！【教學(xué)提示】結(jié)合前文教學(xué)，有利于學(xué)生把握本文寫作背景，進(jìn)而加深學(xué)生對作品含義的理解。二、教學(xué)新課目標(biāo)導(dǎo)學(xué)一：認(rèn)識作者，了解作品背景作者簡介：歐陽修(1007—1072)，字永叔，自號醉翁，晚年又號“六一居士”。吉州永豐(今屬江西)人，因吉州原屬廬陵郡，因此他又以“廬陵歐陽修”自居。謚號文忠，世稱歐陽文忠公。北宋政治家、文學(xué)家、史學(xué)家，與韓愈、柳宗元、王安石、蘇洵、蘇軾、蘇轍、曾鞏合稱“唐宋八大家”。后人又將其與韓愈、柳宗元和蘇軾合稱“千古文章四大家”。

關(guān)于“醉翁”與“六一居士”：初謫滁山，自號醉翁。既老而衰且病，將退休于潁水之上，則又更號六一居士。客有問曰：“六一何謂也？”居士曰：“吾家藏書一萬卷，集錄三代以來金石遺文一千卷，有琴一張，有棋一局，而常置酒一壺?！笨驮唬骸笆菫槲逡粻?，奈何？”居士曰：“以吾一翁，老于此五物之間，豈不為六一乎？”寫作背景：宋仁宗慶歷五年(1045年)，參知政事范仲淹等人遭讒離職，歐陽修上書替他們分辯，被貶到滁州做了兩年知州。到任以后，他內(nèi)心抑郁，但還能發(fā)揮“寬簡而不擾”的作風(fēng)，取得了某些政績?！蹲砦掏び洝肪褪窃谶@個時期寫就的。目標(biāo)導(dǎo)學(xué)二：朗讀文章，通文順字1．初讀文章，結(jié)合工具書梳理文章字詞。2．朗讀文章，劃分文章節(jié)奏，標(biāo)出節(jié)奏劃分有疑難的語句。節(jié)奏劃分示例

環(huán)滁/皆山也。其/西南諸峰，林壑/尤美，望之/蔚然而深秀者，瑯琊也。山行/六七里，漸聞/水聲潺潺，而瀉出于/兩峰之間者，釀泉也。峰回/路轉(zhuǎn)，有亭/翼然臨于泉上者，醉翁亭也。作亭者/誰？山之僧/曰/智仙也。名之者/誰？太守/自謂也。太守與客來飲/于此，飲少/輒醉，而/年又最高，故/自號曰/醉翁也。醉翁之意/不在酒，在乎/山水之間也。山水之樂，得之心/而寓之酒也。節(jié)奏劃分思考“山行/六七里”為什么不能劃分為“山/行六七里”？

明確：“山行”意指“沿著山路走”，“山行”是個狀中短語，不能將其割裂?！巴?蔚然而深秀者”為什么不能劃分為“望之蔚然/而深秀者”？明確：“蔚然而深秀”是兩個并列的詞，不宜割裂，“望之”是總起詞語，故應(yīng)從其后斷句。【教學(xué)提示】引導(dǎo)學(xué)生在反復(fù)朗讀的過程中劃分朗讀節(jié)奏，在劃分節(jié)奏的過程中感知文意。對于部分結(jié)構(gòu)復(fù)雜的句子，教師可做適當(dāng)?shù)闹v解引導(dǎo)。目標(biāo)導(dǎo)學(xué)三：結(jié)合注釋，翻譯訓(xùn)練1．學(xué)生結(jié)合課下注釋和工具書自行疏通文義，并畫出不解之處。【教學(xué)提示】節(jié)奏劃分與明確文意相輔相成，若能以節(jié)奏劃分引導(dǎo)學(xué)生明確文意最好；若學(xué)生理解有限，亦可在解讀文意后把握節(jié)奏劃分。2．以四人小組為單位，組內(nèi)互助解疑，并嘗試用“直譯”與“意譯”兩種方法譯讀文章。3．教師選擇疑難句或值得翻譯的句子，請學(xué)生用兩種翻譯方法進(jìn)行翻譯。翻譯示例：若夫日出而林霏開，云歸而巖穴暝，晦明變化者，山間之朝暮也。野芳發(fā)而幽香，佳木秀而繁陰，風(fēng)霜高潔，水落而石出者，山間之四時也。直譯法：那太陽一出來，樹林里的霧氣散開，云霧聚攏，山谷就顯得昏暗了，朝則自暗而明，暮則自明而暗，或暗或明，變化不一，這是山間早晚的景色。野花開放，有一股清幽的香味，好的樹木枝葉繁茂，形成濃郁的綠蔭。天高氣爽，霜色潔白，泉水淺了，石底露出水面，這是山中四季的景色。意譯法：太陽升起，山林里霧氣開始消散，煙云聚攏，山谷又開始顯得昏暗，清晨自暗而明，薄暮又自明而暗，如此暗明變化的，就是山中的朝暮。春天野花綻開并散發(fā)出陣陣幽香，夏日佳樹繁茂并形成一片濃蔭，秋天風(fēng)高氣爽，霜色潔白，冬日水枯而石底上露，如此，就是山中的四季?！窘虒W(xué)提示】翻譯有直譯與意譯兩種方式，直譯鍛煉學(xué)生用語的準(zhǔn)確性，但可能會降低譯文的美感；意譯可加強(qiáng)譯文的美感，培養(yǎng)學(xué)生的翻譯興趣，但可能會降低譯文的準(zhǔn)確性。因此，需兩種翻譯方式都做必要引導(dǎo)。全文直譯內(nèi)容見《我的積累本》。目標(biāo)導(dǎo)學(xué)四：解讀文段，把握文本內(nèi)容1．賞析第一段，說說本文是如何引出“醉翁亭”的位置的，作者在此運用了怎樣的藝術(shù)手法。

明確：首先以“環(huán)滁皆山也”五字領(lǐng)起，將滁州的地理環(huán)境一筆勾出，點出醉翁亭坐落在群山之中，并縱觀滁州全貌，鳥瞰群山環(huán)抱之景。接著作者將“鏡頭”全景移向局部，先寫“西南諸峰，林壑尤美”，醉翁亭坐落在有最美的林壑的西南諸峰之中，視野集中到最佳處。再寫瑯琊山“蔚然而深秀”，點山“秀”，照應(yīng)上文的“美”。又寫釀泉，其名字透出了泉與酒的關(guān)系，好泉釀好酒，好酒叫人醉。“醉翁亭”的名字便暗中透出，然后引出“醉翁亭”來。作者利用空間變幻的手法，移步換景，由遠(yuǎn)及近，為我們描繪了一幅幅山水特寫。2．第二段主要寫了什么？它和第一段有什么聯(lián)系？明確：第二段利用時間推移，抓住朝暮及四季特點，描繪了對比鮮明的晦明變化圖及四季風(fēng)光圖，寫出了其中的“樂亦無窮”。第二段是第一段“山水之樂”的具體化。3．第三段同樣是寫“樂”，但卻是寫的游人之樂，作者是如何寫游人之樂的？明確：“滁人游”，前呼后應(yīng)，扶老攜幼，自由自在，熱鬧非凡；“太守宴”，溪深魚肥，泉香酒洌，美味佳肴，應(yīng)有盡有；“眾賓歡”，投壺下棋，觥籌交錯，說說笑笑，無拘無束。如此勾畫了游人之樂。4．作者為什么要在第三段寫游人之樂？明確：寫滁人之游，描繪出一幅太平祥和的百姓游樂圖。游樂場景映在太守的眼里，便多了一層政治清明的意味。太守在游人之樂中酒酣而醉，此醉是為山水之樂而醉，更是為能與百姓同樂而醉。體現(xiàn)太守與百姓關(guān)系融洽，“政通人和”才能有這樣的樂。5．第四段主要寫了什么？明確：寫宴會散、眾人歸的情景。目標(biāo)導(dǎo)學(xué)五：深入解讀，把握作者思想感情思考探究：作者以一個“樂”字貫穿全篇，卻有兩個句子別出深意，不單單是在寫樂，而是另有所指，表達(dá)出另外一種情緒，請你找出這兩個句子，說說這種情緒是什么。明確：醉翁之意不在酒，在乎山水之間也。醉能同其樂，醒能述以文者，太守也。這種情緒是作者遭貶謫后的抑郁，作者并未在文中袒露胸懷，只含蓄地說：“醉能同其樂，醒能述以文者，太守也。”此句與醉翁亭的名稱、“醉翁之意不在酒，在乎山水之間也”前后呼應(yīng)，并與“滁人游”“太守宴”“眾賓歡”“太守醉”連成一條抒情的線索，曲折地表達(dá)了作者內(nèi)心復(fù)雜的思想感情。目標(biāo)導(dǎo)學(xué)六：賞析文本，感受文本藝術(shù)特色1．在把握作者復(fù)雜感情的基礎(chǔ)上朗讀文本。2．反復(fù)朗讀，請同學(xué)說說本文讀來有哪些特點，為什么會有這些特點。(1)句法上大量運用駢偶句，并夾有散句，既整齊又富有變化，使文章越發(fā)顯得音調(diào)鏗鏘，形成一種駢散結(jié)合的獨特風(fēng)格。如“野芳發(fā)而幽香，佳木秀而繁陰”“朝而往，暮而歸，四時之景不同，而樂亦無窮也”。(2)文章多用判斷句，層次極其分明，抒情淋漓盡致，“也”“而”的反復(fù)運用，形成回環(huán)往復(fù)的韻律，使讀者在誦讀中獲得美的享受。(3)文章寫景優(yōu)美，又多韻律，使人讀來不僅能感受到繪畫美，也能感受到韻律美。目標(biāo)導(dǎo)學(xué)七：探索文本虛詞，把握文言現(xiàn)象虛詞“而”的用法用法

文本舉例表并列 1.蔚然而深秀者；2.溪深而魚肥；3.泉香而酒洌；4.起坐而喧嘩者表遞進(jìn)