第11課物理學(xué)的重大進展

1、第第11課課 物理學(xué)的重大進展物理學(xué)的重大進展判天地之美，析萬物之理。判天地之美，析萬物之理。 莊子莊子下落的蘋果下落的蘋果升空的升空的“神五神五”探究：探究：他們分別是什么人？有什他們分別是什么人？有什么貢獻？么貢獻？古希臘科學(xué)家古希臘科學(xué)家亞里士多德亞里士多德物理學(xué)的曲折發(fā)展物理學(xué)的曲折發(fā)展“物體從來都是靜止的，除物體從來都是靜止的，除非你用力推它才開始運動非你用力推它才開始運動”伽利略對亞里士多德力學(xué)觀的否定伽利略對亞里士多德力學(xué)觀的否定 亞里士多德的力學(xué)觀：必須有力作用在亞里士多德的力學(xué)觀：必須有力作用在物體上，物體才能運動，沒有力的作用，物體上，物體才能運動，沒有力的作用，物體就會靜

2、止。如：物體就會靜止。如：“推箱子推箱子”的例子的例子 伽利略通過觀察、實驗和推理，得出伽利略通過觀察、實驗和推理，得出結(jié)論：如果運動物體不受阻礙，它將速度結(jié)論：如果運動物體不受阻礙，它將速度保持不變地保持不變地持續(xù)運動持續(xù)運動下去。下去。伽利略用什么辦法推翻亞里伽利略用什么辦法推翻亞里士多德的學(xué)說？士多德的學(xué)說？通過觀察和實驗通過觀察和實驗 有人記載伽利略曾在有人記載伽利略曾在意大利比薩斜塔上作過自意大利比薩斜塔上作過自由落體的實驗。結(jié)果兩個由落體的實驗。結(jié)果兩個重量相差重量相差10倍的球同時落倍的球同時落地，證明了亞里士多德的地，證明了亞里士多德的觀點是錯誤的。觀點是錯誤的?！皟蓚€鐵球同時

3、落地！兩個鐵球同時落地！”一一. . 經(jīng)典力學(xué)經(jīng)典力學(xué)1. 1.經(jīng)典力學(xué)的奠基者經(jīng)典力學(xué)的奠基者-伽利略伽利略（1 1）背景：）背景：物質(zhì)條件：資本主義的發(fā)展物質(zhì)條件：資本主義的發(fā)展思想條件：文藝復(fù)興運動的影響思想條件：文藝復(fù)興運動的影響伽 利 略（15641642） 意大利的物理學(xué)家和天文學(xué)家。意大利的物理學(xué)家和天文學(xué)家。自幼聰明好學(xué)，遇事好尋根問底。自幼聰明好學(xué)，遇事好尋根問底。從不迷信教會權(quán)威或盲從他人。從不迷信教會權(quán)威或盲從他人。物理學(xué)：物理學(xué)：（2 2）伽利略的貢獻：）伽利略的貢獻：（3 3）意義：）意義： 開創(chuàng)了以開創(chuàng)了以實驗事實實驗事實為根據(jù)并具有為根據(jù)并具有嚴密邏輯體系的近代科

4、學(xué)，嚴密邏輯體系的近代科學(xué)，奠定奠定經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)。經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)。發(fā)現(xiàn)自由落體定律。發(fā)現(xiàn)自由落體定律。天文學(xué)：天文學(xué)： 利用望遠鏡觀察天體并取得大量利用望遠鏡觀察天體并取得大量成果的第一人。成果的第一人。證明了哥白尼證明了哥白尼“日心說日心說”的正確性。的正確性。牛 頓（16421727） 英國著名的科學(xué)家，英國著名的科學(xué)家，在物理學(xué)、數(shù)學(xué)、天文學(xué)在物理學(xué)、數(shù)學(xué)、天文學(xué)等方面都作出了卓越貢獻。等方面都作出了卓越貢獻。他曾長期擔任他曾長期擔任英國皇家學(xué)英國皇家學(xué)會會長會會長，還擔任過，還擔任過英國議英國議會議員會議員，被授予，被授予爵士爵士稱號。稱號。2.2.經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立者經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立者-

5、牛牛 頓頓牛頓安葬之處牛頓安葬之處威斯敏斯特大教堂威斯敏斯特大教堂身前身后，牛頓為什么總贏得掌聲不斷、身前身后，牛頓為什么總贏得掌聲不斷、鮮花無數(shù)？鮮花無數(shù)？ 物體運動三大定律；萬有引力定律。物體運動三大定律；萬有引力定律。形成了以實驗為基礎(chǔ)、以數(shù)學(xué)為表達形式的形成了以實驗為基礎(chǔ)、以數(shù)學(xué)為表達形式的經(jīng)典力學(xué)體系。經(jīng)典力學(xué)體系。代表作：代表作：自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理二二. . 相對論的創(chuàng)立相對論的創(chuàng)立1. 1.背景：背景： 經(jīng)典力學(xué)無法解釋一些新問題經(jīng)典力學(xué)無法解釋一些新問題狹義相對論和廣義相對論狹義相對論和廣義相對論2.2.內(nèi)容：內(nèi)容：愛因斯坦愛因斯坦（1879-19551879

6、-1955）提出了相提出了相對論，發(fā)展了牛頓力對論，發(fā)展了牛頓力學(xué)。學(xué)。20世紀最后一期世紀最后一期時代時代周刊評選出周刊評選出“世紀人物世紀人物”，這樣，這樣稱一位偉人：天才，稱一位偉人：天才，政治難民，人道主義政治難民，人道主義者，原子和宇宙謎的者，原子和宇宙謎的開啟者，以其最偉大開啟者，以其最偉大的思想和無與倫比的的思想和無與倫比的形象獨占鰲頭。形象獨占鰲頭。笑話：笑話： 有一次卓別林和愛因斯坦共同出席有一次卓別林和愛因斯坦共同出席一次宴會都受到了熱鬧的歡迎，卓別林一次宴會都受到了熱鬧的歡迎，卓別林說：大家歡迎我是因為他們都能理解我，說：大家歡迎我是因為他們都能理解我，大家歡迎你是因為他

7、們都不理解你大家歡迎你是因為他們都不理解你說明了相對論深奧難懂，而且有悖說明了相對論深奧難懂，而且有悖于人們的日常生活于人們的日常生活狹義相對論認為：時間和空間都與物質(zhì)的運動有狹義相對論認為：時間和空間都與物質(zhì)的運動有關(guān)，隨著物質(zhì)運動速度的變化而變化。關(guān)，隨著物質(zhì)運動速度的變化而變化。愛因斯坦關(guān)于相對論的比喻。愛因斯坦關(guān)于相對論的比喻。 為了對這一深奧的理論做通俗的說明，愛為了對這一深奧的理論做通俗的說明，愛因斯坦曾經(jīng)風趣地對一名男青年說：因斯坦曾經(jīng)風趣地對一名男青年說：“我打個我打個比方，比如你屁股坐在火爐上烤和坐在公園柳比方，比如你屁股坐在火爐上烤和坐在公園柳蔭下與女士談情說愛，那么，同樣

8、的時間你覺蔭下與女士談情說愛，那么，同樣的時間你覺得哪一個更長？得哪一個更長？”男青年說：男青年說：“當然坐在火爐當然坐在火爐上烤的時間覺得長久。上烤的時間覺得長久?！睈垡蛩固拐f：愛因斯坦說：“這就這就是我的相對論內(nèi)容。是我的相對論內(nèi)容。”這個故事形象地說明了時間和空間的相對性。這個故事形象地說明了時間和空間的相對性。 有高度社會責任感的人，通常是具有良有高度社會責任感的人，通常是具有良心的智識者。讓我們輕輕地伸出我們的心的智識者。讓我們輕輕地伸出我們的手，撫摸一下愛因斯坦的滾燙的良心：手，撫摸一下愛因斯坦的滾燙的良心： 1939年年8月月2日，愛因斯坦出于對人日，愛因斯坦出于對人類命運的極大

9、關(guān)注，寫信給羅斯福總統(tǒng)類命運的極大關(guān)注，寫信給羅斯福總統(tǒng)建議美國務(wù)必搶在法西斯德國之前制造建議美國務(wù)必搶在法西斯德國之前制造出原子彈；后來，當原子彈真的從潘多出原子彈；后來，當原子彈真的從潘多拉魔盒里跳出來后，愛因斯坦陷入了巨拉魔盒里跳出來后，愛因斯坦陷入了巨大的后悔與痛苦之中，自認一生最大錯大的后悔與痛苦之中，自認一生最大錯誤就是建議研制原子彈。他痛心地說，誤就是建議研制原子彈。他痛心地說，“早知如此，我寧可當個修表匠！早知如此，我寧可當個修表匠！”愛愛因斯坦就核武器問題的懊悔，代表了人因斯坦就核武器問題的懊悔，代表了人類良知的高度，是人類良心發(fā)出的最強類良知的高度，是人類良心發(fā)出的最強音。

10、聽愛因斯坦的自責之聲，我們明白音。聽愛因斯坦的自責之聲，我們明白人類良知之寶貴人類良知之寶貴 1955年年 4月月18日因主動脈瘤破裂逝世于普林斯頓。遵照日因主動脈瘤破裂逝世于普林斯頓。遵照他的遺囑，不發(fā)訃告，不舉行公開葬禮，不建墳?zāi)梗凰倪z囑，不發(fā)訃告，不舉行公開葬禮，不建墳?zāi)?，不立紀念碑?；鸹瘯r按照他的書面遺囑：免除所有花卉布立紀念碑?；鸹瘯r按照他的書面遺囑：免除所有花卉布置以及所有音樂典禮。骨灰撒在永遠對人保密的地方，置以及所有音樂典禮。骨灰撒在永遠對人保密的地方，為的是不使任何地方成為圣地。遺囑執(zhí)行者用歌德悼念為的是不使任何地方成為圣地。遺囑執(zhí)行者用歌德悼念席勒的詩結(jié)束了那樸素的葬禮

11、：席勒的詩結(jié)束了那樸素的葬禮： 我們?nèi)极@益不淺，我們?nèi)极@益不淺， 全世界都感謝他的教誨；全世界都感謝他的教誨； 那專屬他個人的東西，那專屬他個人的東西， 早已傳遍廣大人群。早已傳遍廣大人群。 他像行將隕滅的彗星，他像行將隕滅的彗星， 光華四射，光華四射， 把無限的光芒同他的光芒永相連結(jié)。把無限的光芒同他的光芒永相連結(jié)。他的主治醫(yī)生賀維博士認為如此偉大的大腦，應(yīng)該進行他的主治醫(yī)生賀維博士認為如此偉大的大腦，應(yīng)該進行研究，所以他便把愛因斯坦的大腦保留了下來，并切成研究，所以他便把愛因斯坦的大腦保留了下來，并切成200片帶走。但至今沒有結(jié)論。片帶走。但至今沒有結(jié)論。 一個愛說廢話而不愛用功的青年

12、，整天一個愛說廢話而不愛用功的青年，整天纏著大科學(xué)家愛因斯坦，要他公開成功的纏著大科學(xué)家愛因斯坦，要他公開成功的秘訣。愛因斯坦厭煩了，便寫了一秘訣。愛因斯坦厭煩了，便寫了一 個公式個公式給他：給他：Axyz 愛因斯坦解釋道：愛因斯坦解釋道：“A代表成功，代表成功，x代表艱苦的勞動，代表艱苦的勞動，y代表代表正確的方法正確的方法” “z代表什么？代表什么？”青年迫青年迫不及待地問。不及待地問?！按砩僬f廢話。代表少說廢話?！睈垡蛩箰垡蛩固拐f坦說 19世紀經(jīng)典物理學(xué)達到巔峰狀態(tài)，在世紀經(jīng)典物理學(xué)達到巔峰狀態(tài)，在人們心目中，經(jīng)典物理學(xué)已經(jīng)達到近乎完人們心目中，經(jīng)典物理學(xué)已經(jīng)達到近乎完美的程度。這時，

13、年輕的普朗克和他的老美的程度。這時，年輕的普朗克和他的老師發(fā)生了一段對話：師發(fā)生了一段對話： 普朗克：普朗克：“老師，我準備把我的一生老師，我準備把我的一生都都 獻給物理理論學(xué)！獻給物理理論學(xué)！” 老師：老師：“年輕人，物理學(xué)是一門已經(jīng)年輕人，物理學(xué)是一門已經(jīng)完完 成了的學(xué)科，不會再有多大的發(fā)展，成了的學(xué)科，不會再有多大的發(fā)展，把一生都獻給這門學(xué)科，太可惜了。把一生都獻給這門學(xué)科，太可惜了?！?對對 話話老老 師師 的的 預(yù)預(yù) 言言 正正 確確 嗎？嗎？普朗克（普朗克（18581947）生于基）生于基爾。爾。1879年普朗克在慕尼黑大年普朗克在慕尼黑大學(xué)獲得博士學(xué)位后，先后在慕學(xué)獲得博士學(xué)位后

14、，先后在慕尼黑大學(xué)和基爾大學(xué)任教。由尼黑大學(xué)和基爾大學(xué)任教。由于量子論創(chuàng)立，普朗克獲得于量子論創(chuàng)立，普朗克獲得1918年諾貝爾物理學(xué)獎。他的年諾貝爾物理學(xué)獎。他的父親是一位杰出的法律教授。父親是一位杰出的法律教授。普朗普朗 克家是德國人所具有的最克家是德國人所具有的最好品質(zhì)的范例：誠懇，忠于職好品質(zhì)的范例：誠懇，忠于職守，他的守，他的 業(yè)余愛好是音樂，在業(yè)余愛好是音樂，在這方面表現(xiàn)了專業(yè)藝術(shù)才干；這方面表現(xiàn)了專業(yè)藝術(shù)才干；另一項業(yè)余愛好是他一直堅持另一項業(yè)余愛好是他一直堅持到晚年的登到晚年的登 山運動。山運動。 量子論量子論和和相對論相對論是現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱，量是現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱，量子

15、論的形成標志著人類對于客觀規(guī)律的認識，開子論的形成標志著人類對于客觀規(guī)律的認識，開始從宏觀世界深入到微觀世界。始從宏觀世界深入到微觀世界。 量子力學(xué)和狹義相對論結(jié)合形成原子核物理學(xué)，量子力學(xué)和狹義相對論結(jié)合形成原子核物理學(xué)，指導(dǎo)制造原子彈、氫彈和建立核電站。量子力學(xué)指導(dǎo)制造原子彈、氫彈和建立核電站。量子力學(xué)還為電子技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和激光技術(shù)等奠定了還為電子技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和激光技術(shù)等奠定了理論基礎(chǔ)。理論基礎(chǔ)。今天，我們的現(xiàn)代文明，從電腦，電今天，我們的現(xiàn)代文明，從電腦，電視，手機到核能，航天，生物技術(shù)，幾視，手機到核能，航天，生物技術(shù)，幾乎沒有哪個領(lǐng)域不依賴于量子論。乎沒有哪個領(lǐng)域不依賴于量子

16、論。 經(jīng)典力學(xué)奠經(jīng)典力學(xué)奠基者基者（17世紀初）世紀初）經(jīng)典力學(xué)建經(jīng)典力學(xué)建立者立者（17世紀晚世紀晚期）期）從經(jīng)典力學(xué)發(fā)展到相對論、從經(jīng)典力學(xué)發(fā)展到相對論、量子論量子論（19世紀末世紀末20世紀初）世紀初）伽利略（意）伽利略（意） 牛頓（英）牛頓（英）愛因斯坦（德）愛因斯坦（德）普朗克（德）普朗克（德）1、下列表述不正確的是、下列表述不正確的是A、伽利略的研究為經(jīng)典力學(xué)的建立奠定了的基礎(chǔ)、伽利略的研究為經(jīng)典力學(xué)的建立奠定了的基礎(chǔ)B、經(jīng)典物理學(xué)所適用的主要是日常生活中的物理現(xiàn)象、經(jīng)典物理學(xué)所適用的主要是日常生活中的物理現(xiàn)象C、相對論的提出證明經(jīng)典的物理學(xué)是完全錯誤的、相對論的提出證明經(jīng)典的物理學(xué)是完全錯