高二歷史自然科學教案
3、愛因斯坦提出相對論。
德國出生的猶太血統美國物理學家愛因斯坦，是20世紀最偉大的科學家。19世紀末，由于電磁學方面一系列的新發現、新實驗同經典物理學理論發生了矛盾，物理學出現了危機。當時老一輩物理學家都企圖用修補漏洞的辦法來維護經典理論的框架。科學界中一個默默無聞的小人物愛因斯坦，敏銳地意識到只有對物理理論的基礎進行根本性的變革，才能解決這一危機。19xx年，年僅26歲的愛因斯坦發表《論動體的電動力學》，創立了狹義相對論。其要點是：第一，否定了牛頓的絕對空間和絕對時間觀念，指出時間、空間與物質運動不是各自孤立存在的，時間和空間是隨著物質的運動而變化的，物質的質量也是隨運動速度的變化而變化的。這樣，該理論就揭示了空間、時間、物質、運動之間的本質上的統一性，把牛頓的力學理論作為一種特殊情況(當運動速度遠比光速低的時候)概括在內，從而建立了一個既適用于宏觀、低速，又適用于微觀、高速的運動理論。第二，根據狹義相對論的原理，認為質量和能量之間有密切的關系，并推導出著名的質能關系式e=mc2，即物體的能量等于質量與光速(每秒鐘30萬千米)平方的乘積。這一質能轉化原理揭示了原子內部所蘊藏的巨大能量的秘密，為原子能的利用奠定了理論基礎。19xx年愛因斯坦又創立了廣義相對論(19xx年完成了總結性論文《廣義相對論基礎》)，進一步揭示了時空結構(四維空時)同物質分布的關系，指出了物質間所存在的萬有引力，是由于物質的存在和分布使時間和空間的性質不均勻(即時空彎曲)而引起的。相對論的提出是物理學思想的一場重大革命，相對論既是原子內部的微觀物理學的基礎，也是天體物理學和宇宙學的基礎。相對論的提出，使愛因斯坦成為繼牛頓之后世界上最偉大的理論物理學家。
愛因斯坦的相對論提出以后，牛頓力學是否失去了光輝
愛因斯坦的相對論和牛頓力學體系的關系。
①牛頓力學體系概括了物體機械運動的基本定律，這些定律有一個前提，即物體運動是在低速情況下，這些定律才適用。
②愛因斯坦的相對論否定了牛頓的絕對時空觀，指出時間和空間不是絕對不變的，它們隨著物質的運動而變化，物質質量隨運動速度的增大而增加。愛因斯坦還提出質能轉化原理，加深了人們對物質和運動的認識。
相對論出現以后，牛頓力學并投有失去光輝，因為：
(1)牛頓在人類科學史上作出了杰出貢獻，他的力學體系一直被稱作近代科學形成的標志。
(2)愛因斯坦只是否定了牛頓的絕對時空論，從本質上修正了由狹隘經驗建立的時空論，同時也發展了牛頓力學，牛頓力學只是相對論力學在低速運動狀態時的一個特例。而牛頓創造的概念至今仍指導著我們的物理學思想。牛頓提出的關于運動的三個定律，仍是整個力學的基礎。
19世紀自然科學的三大發現：細胞學說、進化論、能量守恒定律
分析：近代自然科學發展的原因、作用、認識
原因：
資本主義創造的物質文明奠定了近代自然科學的物質基礎
經濟上的需要是近代自然科學發展的主要動力
面對現實，重視實踐和理性的風氣推動了自然科學的發展
作用：
科學反作用于生產，指導技術改革，開發自然資源，創造了大量的物質財富
啟示認識：
近代自然科學的發明都歷經了長期的、曲折的復雜過程，是一代又一代勇于獻身的科學家不斷奮斗、不懈努力的結晶。