現(xiàn)代科學(xué)革命教學(xué)課件

1、現(xiàn)代科學(xué)革命教學(xué)第25課現(xiàn)代科學(xué)革命課標(biāo)：課標(biāo)：知道相對(duì)論、量子論的主要內(nèi)容，認(rèn)知道相對(duì)論、量子論的主要內(nèi)容，認(rèn)識(shí)其意義。識(shí)其意義。重點(diǎn)：重點(diǎn)：相對(duì)論、量子論的主要內(nèi)容相對(duì)論、量子論的主要內(nèi)容現(xiàn)代科學(xué)革命教學(xué)n經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī)一、經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī)一、經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī) 1 1、1719C1719C，經(jīng)典力學(xué)發(fā)展完善，經(jīng)典力學(xué)發(fā)展完善第第2525課課 現(xiàn)代科學(xué)革命現(xiàn)代科學(xué)革命現(xiàn)代科學(xué)革命教學(xué)n牛頓經(jīng)典力學(xué)的實(shí)證第第2525課課 現(xiàn)代科學(xué)革命現(xiàn)代科學(xué)革命第一件，用牛頓力學(xué)算出地球的形狀第一件，用牛頓力學(xué)算出地球的形狀是梨形的。亞里士多德認(rèn)為地球是個(gè)正球是梨形的。亞里士多德認(rèn)為地球是個(gè)正球體，牛頓卻根

2、據(jù)他的力學(xué)說地球是個(gè)扁球體，牛頓卻根據(jù)他的力學(xué)說地球是個(gè)扁球體，法國科學(xué)家經(jīng)過三次實(shí)地測量證實(shí)了體，法國科學(xué)家經(jīng)過三次實(shí)地測量證實(shí)了牛頓的看法。牛頓的看法?，F(xiàn)代科學(xué)革命教學(xué)n牛頓經(jīng)典力學(xué)的實(shí)證第第2525課課 現(xiàn)代科學(xué)革命現(xiàn)代科學(xué)革命第二件，用牛頓力學(xué)算出了哈雷彗星的回歸周期。牛頓的好第二件，用牛頓力學(xué)算出了哈雷彗星的回歸周期。牛頓的好友哈雷用牛頓力學(xué)算出了友哈雷用牛頓力學(xué)算出了16821682年出現(xiàn)的彗星的軌道，指出它的年出現(xiàn)的彗星的軌道，指出它的回歸周期是回歸周期是75767576年，由此預(yù)言它將在年，由此預(yù)言它將在17581758年再次出現(xiàn)。年再次出現(xiàn)。17581758年這顆彗星果然如期

3、出現(xiàn)，并被命名為哈雷彗星。年這顆彗星果然如期出現(xiàn)，并被命名為哈雷彗星。現(xiàn)代科學(xué)革命教學(xué)n牛頓經(jīng)典力學(xué)的實(shí)證第第2525課課 現(xiàn)代科學(xué)革命現(xiàn)代科學(xué)革命第三件，用牛頓力學(xué)算出了一顆未知行星的位置。第三件，用牛頓力學(xué)算出了一顆未知行星的位置。17811781年天年天王星被發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家用牛頓力學(xué)計(jì)算出的軌道與觀測紀(jì)錄不大王星被發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家用牛頓力學(xué)計(jì)算出的軌道與觀測紀(jì)錄不大相符。在計(jì)算的基礎(chǔ)上，人們?cè)谙喾?。在?jì)算的基礎(chǔ)上，人們?cè)?8461846年用牛頓力學(xué)發(fā)現(xiàn)了海王年用牛頓力學(xué)發(fā)現(xiàn)了海王星，并進(jìn)而在此基礎(chǔ)上又于星，并進(jìn)而在此基礎(chǔ)上又于19301930年發(fā)現(xiàn)冥王星。年發(fā)現(xiàn)冥王星?，F(xiàn)代科學(xué)革命教學(xué)n經(jīng)典物

4、理學(xué)的危機(jī)一、經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī)一、經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī) 1 1、1719C1719C，經(jīng)典力學(xué)發(fā)展完善，經(jīng)典力學(xué)發(fā)展完善 2 2、19C19C末，經(jīng)典物理學(xué)陷入危機(jī)末，經(jīng)典物理學(xué)陷入危機(jī)第第2525課課 現(xiàn)代科學(xué)革命現(xiàn)代科學(xué)革命現(xiàn)代科學(xué)革命教學(xué)n經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī)第第2525課課 現(xiàn)代科學(xué)革命現(xiàn)代科學(xué)革命第一朵烏云：第一朵烏云：“以太以太”說的破滅說的破滅水波的傳播要有水做媒介，聲波的傳播要有空氣做媒介，它水波的傳播要有水做媒介，聲波的傳播要有空氣做媒介，它們離開了介質(zhì)都不能傳播。太陽光穿過真空傳到地球上，幾十們離開了介質(zhì)都不能傳播。太陽光穿過真空傳到地球上，幾十億光年以外的星系發(fā)出的光，也穿過宇宙

5、空間傳到地球上。光億光年以外的星系發(fā)出的光，也穿過宇宙空間傳到地球上。光波為什么能在真空中傳播？它的傳播介質(zhì)是什么？物理學(xué)家給波為什么能在真空中傳播？它的傳播介質(zhì)是什么？物理學(xué)家給光找了個(gè)光找了個(gè)傳播介質(zhì)傳播介質(zhì)“以太以太”（EtherEther）。他們假定整個(gè)宇宙空間都充滿了他們假定整個(gè)宇宙空間都充滿了“以太以太”，“以太以太”是一種是一種由非常小的彈性球組成的稀薄的、感覺不到的媒介。由非常小的彈性球組成的稀薄的、感覺不到的媒介?！耙蕴蕴笔鞘枪?、電、磁的共同載體光、電、磁的共同載體的概念為人們所普遍接受，形成了一的概念為人們所普遍接受，形成了一門門“以太學(xué)以太學(xué)”。現(xiàn)代科學(xué)革命教學(xué)n經(jīng)典

6、物理學(xué)的危機(jī)第第2525課課 現(xiàn)代科學(xué)革命現(xiàn)代科學(xué)革命地球以每秒地球以每秒3030公里的速度公里的速度繞太陽運(yùn)動(dòng)，就必須會(huì)遇到繞太陽運(yùn)動(dòng)，就必須會(huì)遇到每秒每秒3030公里的公里的“以太風(fēng)以太風(fēng)”迎迎面吹來，同時(shí)，它也必須對(duì)面吹來，同時(shí)，它也必須對(duì)光的傳播產(chǎn)生影響。這個(gè)問光的傳播產(chǎn)生影響。這個(gè)問題的產(chǎn)生，引起人們?nèi)ヌ接戭}的產(chǎn)生，引起人們?nèi)ヌ接憽耙蕴L(fēng)以太風(fēng)”存在與否。存在與否。 18871887年，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，年，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，不論地球運(yùn)動(dòng)的方向同光的不論地球運(yùn)動(dòng)的方向同光的射向一致或相反，測出的光射向一致或相反，測出的光速都相同，在地球同設(shè)想的速都相同，在地球同設(shè)想的“以太以太”之間沒有相對(duì)

7、運(yùn)動(dòng)。之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。因而，根本找不到因而，根本找不到“以太以太”或或“絕對(duì)靜止的空間絕對(duì)靜止的空間”。M是光源，A與B是反射鏡，讓光線在MA，MB方向往返運(yùn)動(dòng)。邁克爾遜莫雷實(shí)驗(yàn)現(xiàn)代科學(xué)革命教學(xué)n愛因斯坦與相對(duì)論二、愛因斯坦與相對(duì)論二、愛因斯坦與相對(duì)論 1 1、提出、提出 19051905年提出勻速運(yùn)動(dòng)體系的狹義相對(duì)論年提出勻速運(yùn)動(dòng)體系的狹義相對(duì)論 19161916年提出加速運(yùn)動(dòng)體系的廣義相對(duì)論年提出加速運(yùn)動(dòng)體系的廣義相對(duì)論第第2525課課 現(xiàn)代科學(xué)革命現(xiàn)代科學(xué)革命現(xiàn)代科學(xué)革命教學(xué)n1905神奇的一年第第2525課課 現(xiàn)代科學(xué)革命現(xiàn)代科學(xué)革命19051905神奇的一年神奇的一年1905190

8、5年，年，愛因斯坦愛因斯坦2626歲，接連寫下歲，接連寫下4 4篇篇改變整個(gè)改變整個(gè)2020世紀(jì)物理學(xué)面貌的論文：世紀(jì)物理學(xué)面貌的論文：1 1、光的量子說（解釋光電效應(yīng)）、光的量子說（解釋光電效應(yīng)）2 2、布朗運(yùn)動(dòng)（證明分子的存在）、布朗運(yùn)動(dòng)（證明分子的存在）3 3、狹義相對(duì)論、狹義相對(duì)論（修正了牛頓力學(xué)）（修正了牛頓力學(xué)）4 4、質(zhì)能互換律（、質(zhì)能互換律（E=mcE=mc2 2）19161916年，年，愛因斯坦發(fā)表了廣義相對(duì)論愛因斯坦發(fā)表了廣義相對(duì)論基礎(chǔ)，最具創(chuàng)見也是最偉大的貢獻(xiàn)：基礎(chǔ)，最具創(chuàng)見也是最偉大的貢獻(xiàn)：5 5、廣義相對(duì)論、廣義相對(duì)論（取代了牛頓的萬有引（取代了牛頓的萬有引力理論）力

9、理論）現(xiàn)代科學(xué)革命教學(xué)n愛因斯坦與相對(duì)論二、愛因斯坦與相對(duì)論二、愛因斯坦與相對(duì)論 1 1、提出、提出 19051905年提出勻速運(yùn)動(dòng)體系的狹義相對(duì)論年提出勻速運(yùn)動(dòng)體系的狹義相對(duì)論 19161916年提出加速運(yùn)動(dòng)體系的廣義相對(duì)論年提出加速運(yùn)動(dòng)體系的廣義相對(duì)論 2 2、內(nèi)容、內(nèi)容 相對(duì)性原理相對(duì)性原理 光速不變?cè)砉馑俨蛔冊(cè)淼诘?525課課 現(xiàn)代科學(xué)革命現(xiàn)代科學(xué)革命現(xiàn)代科學(xué)革命教學(xué)n如何理解相對(duì)性和光速不變?cè)淼诘?525課課 現(xiàn)代科學(xué)革命現(xiàn)代科學(xué)革命如何理解相對(duì)性和光速不變?cè)砣绾卫斫庀鄬?duì)性和光速不變?cè)硐鄬?duì)性原理：時(shí)間、運(yùn)動(dòng)、質(zhì)量不是絕對(duì)的，而是相對(duì)的。相對(duì)性原理：時(shí)間、運(yùn)動(dòng)、質(zhì)量不是絕對(duì)的

10、，而是相對(duì)的。較典型的現(xiàn)象是運(yùn)動(dòng)的物體長度變短（尺縮效應(yīng)）、運(yùn)動(dòng)的鐘較典型的現(xiàn)象是運(yùn)動(dòng)的物體長度變短（尺縮效應(yīng)）、運(yùn)動(dòng)的鐘比靜止的鐘走得慢（鐘慢效應(yīng)）、運(yùn)動(dòng)的物體重量變大。比靜止的鐘走得慢（鐘慢效應(yīng)）、運(yùn)動(dòng)的物體重量變大。 光速不變?cè)恚汗獾膫鞑ニ俣仍谌魏螚l件下都是不變的。光速不變?cè)恚汗獾膫鞑ニ俣仍谌魏螚l件下都是不變的?，F(xiàn)代科學(xué)革命教學(xué)n相對(duì)論第第2525課課 現(xiàn)代科學(xué)革命現(xiàn)代科學(xué)革命現(xiàn)代科學(xué)革命教學(xué)n霍金的警告第第2525課課 現(xiàn)代科學(xué)革命現(xiàn)代科學(xué)革命現(xiàn)代科學(xué)革命教學(xué)n愛因斯坦與相對(duì)論二、愛因斯坦與相對(duì)論二、愛因斯坦與相對(duì)論 1 1、提出、提出 19051905年提出勻速運(yùn)動(dòng)體系的狹義相對(duì)

11、論年提出勻速運(yùn)動(dòng)體系的狹義相對(duì)論 19161916年提出加速運(yùn)動(dòng)體系的廣義相對(duì)論年提出加速運(yùn)動(dòng)體系的廣義相對(duì)論 2 2、內(nèi)容、內(nèi)容 相對(duì)性原理相對(duì)性原理 光速不變?cè)砉馑俨蛔冊(cè)?3 3、意義、意義 解決了危機(jī)、創(chuàng)立了全新的物理學(xué)、擴(kuò)展了領(lǐng)域解決了危機(jī)、創(chuàng)立了全新的物理學(xué)、擴(kuò)展了領(lǐng)域 打破了經(jīng)典物理學(xué)絕對(duì)化的思維模式打破了經(jīng)典物理學(xué)絕對(duì)化的思維模式第第2525課課 現(xiàn)代科學(xué)革命現(xiàn)代科學(xué)革命現(xiàn)代科學(xué)革命教學(xué)n普朗克與量子論第第2525課課 現(xiàn)代科學(xué)革命現(xiàn)代科學(xué)革命18751875年時(shí)，普朗克在慕尼黑大學(xué)學(xué)物理，物理年時(shí)，普朗克在慕尼黑大學(xué)學(xué)物理，物理老師曾勸他不要學(xué)純理論，因?yàn)槲锢韺W(xué)老師曾勸他不

12、要學(xué)純理論，因?yàn)槲锢韺W(xué)“是一是一門高度發(fā)展的、幾乎是臻善臻美的科學(xué)門高度發(fā)展的、幾乎是臻善臻美的科學(xué)”，現(xiàn)在這門科學(xué)現(xiàn)在這門科學(xué)“看來很接近于采取最穩(wěn)定的看來很接近于采取最穩(wěn)定的形式。也許，在某個(gè)角落里還有一粒塵屑或一形式。也許，在某個(gè)角落里還有一粒塵屑或一個(gè)小氣泡，對(duì)它們可以去進(jìn)行研究和分類，但個(gè)小氣泡，對(duì)它們可以去進(jìn)行研究和分類，但是，作為一個(gè)完整的體系，那是建立得足夠牢是，作為一個(gè)完整的體系，那是建立得足夠牢固的。而理論物理學(xué)正在明顯地接近于幾固的。而理論物理學(xué)正在明顯地接近于幾何學(xué)在數(shù)百年中所已具有的那樣完美的何學(xué)在數(shù)百年中所已具有的那樣完美的程度。程度?！比⑵绽士伺c量子論三、普朗克

13、與量子論現(xiàn)代科學(xué)革命教學(xué)n普朗克與量子論三、普朗克與量子論三、普朗克與量子論 1 1、內(nèi)容、內(nèi)容 輻射是由具有能量的基本單位量子來實(shí)現(xiàn)的輻射是由具有能量的基本單位量子來實(shí)現(xiàn)的第第2525課課 現(xiàn)代科學(xué)革命現(xiàn)代科學(xué)革命現(xiàn)代科學(xué)革命教學(xué)n量子論第第2525課課 現(xiàn)代科學(xué)革命現(xiàn)代科學(xué)革命任何物體都具有不斷輻射、吸收、發(fā)射電磁波的本任何物體都具有不斷輻射、吸收、發(fā)射電磁波的本領(lǐng)。輻射出去的電磁波在各個(gè)波段是不同的，也就是領(lǐng)。輻射出去的電磁波在各個(gè)波段是不同的，也就是具有一定的具有一定的譜分布譜分布。這種譜分布。這種譜分布與物體本身的特性及與物體本身的特性及其溫度有關(guān)其溫度有關(guān)，因而被稱之為熱輻射。，因

14、而被稱之為熱輻射?，F(xiàn)代科學(xué)革命教學(xué)n芝諾悖論第第2525課課 現(xiàn)代科學(xué)革命現(xiàn)代科學(xué)革命芝諾悖論芝諾悖論阿基里斯（阿基里斯（荷馬史詩荷馬史詩中的善跑英雄）永遠(yuǎn)也無中的善跑英雄）永遠(yuǎn)也無法超過在他前面慢慢爬行的烏龜。因?yàn)樗仨毷紫鹊椒ǔ^在他前面慢慢爬行的烏龜。因?yàn)樗仨毷紫鹊竭_(dá)烏龜?shù)某霭l(fā)點(diǎn)，而當(dāng)他到達(dá)那一點(diǎn)時(shí)，烏龜已向前達(dá)烏龜?shù)某霭l(fā)點(diǎn)，而當(dāng)他到達(dá)那一點(diǎn)時(shí)，烏龜已向前爬到了一個(gè)新位置；當(dāng)他到達(dá)烏龜?shù)男挛恢脮r(shí)，烏龜爬到了一個(gè)新位置；當(dāng)他到達(dá)烏龜?shù)男挛恢脮r(shí)，烏龜又向前爬了又向前爬了這樣，烏龜必定總是跑在前頭，阿基這樣，烏龜必定總是跑在前頭，阿基里斯只能離烏龜越來越近里斯只能離烏龜越來越近, ,卻永遠(yuǎn)追

15、不上烏龜。卻永遠(yuǎn)追不上烏龜?，F(xiàn)代科學(xué)革命教學(xué)n普朗克與量子論三、普朗克與量子論三、普朗克與量子論 1 1、內(nèi)容、內(nèi)容 輻射是由具有能量的基本單位量子來實(shí)現(xiàn)的輻射是由具有能量的基本單位量子來實(shí)現(xiàn)的 2 2、發(fā)展、發(fā)展 愛因斯坦愛因斯坦光的量子理論光的量子理論 玻爾玻爾原子的量子理論原子的量子理論 量子力學(xué)量子力學(xué)的建立的建立 3 3、意義、意義 使人類對(duì)微觀世界的基本認(rèn)識(shí)有了使人類對(duì)微觀世界的基本認(rèn)識(shí)有了革命性的進(jìn)步革命性的進(jìn)步 帶來技術(shù)創(chuàng)新，推動(dòng)生產(chǎn)力發(fā)展，改變物質(zhì)生活帶來技術(shù)創(chuàng)新，推動(dòng)生產(chǎn)力發(fā)展，改變物質(zhì)生活第第2525課課 現(xiàn)代科學(xué)革命現(xiàn)代科學(xué)革命現(xiàn)代科學(xué)革命教學(xué)n現(xiàn)代物理學(xué)興起的意義四、

16、現(xiàn)代物理學(xué)興起的意義四、現(xiàn)代物理學(xué)興起的意義第第2525課課 現(xiàn)代科學(xué)革命現(xiàn)代科學(xué)革命現(xiàn)代科學(xué)革命教學(xué)n思考第第2525課課 現(xiàn)代科學(xué)革命現(xiàn)代科學(xué)革命DBB1 1、（20092009上海春季）上海春季）法國數(shù)學(xué)家和天文學(xué)家拉普拉斯曾經(jīng)這樣法國數(shù)學(xué)家和天文學(xué)家拉普拉斯曾經(jīng)這樣說過：說過：“不會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)牛頓，因?yàn)橐l(fā)現(xiàn)的世界只有一個(gè)。不會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)牛頓，因?yàn)橐l(fā)現(xiàn)的世界只有一個(gè)?！迸ｎD所發(fā)現(xiàn)的牛頓所發(fā)現(xiàn)的“世界世界”是指是指A.A.微積分微積分 B.B.反射望遠(yuǎn)鏡反射望遠(yuǎn)鏡 C.C.光的色散原理光的色散原理 D.D.三大運(yùn)動(dòng)定律三大運(yùn)動(dòng)定律2 2、（20072007廣東單科）廣東單科）2020世紀(jì)初，物理學(xué)本身發(fā)生了一場革命性世紀(jì)初，物理學(xué)本身發(fā)生了一場革命性的變化。下列選項(xiàng)中推動(dòng)這一變化的是的變化。下列選項(xiàng)中推動(dòng)這一變化的是A.A.電的發(fā)明和利用電的發(fā)明和利用 B.B.量子論的提出和發(fā)展量子