第11課物理學(xué)的重大進(jìn)展

1、單元線索單元線索 物理學(xué)領(lǐng)域的重大進(jìn)展；物理學(xué)領(lǐng)域的重大進(jìn)展； 生物學(xué)關(guān)于人類生命的起源生物學(xué)關(guān)于人類生命的起源 三次科技革命的成果及對社會發(fā)三次科技革命的成果及對社會發(fā) 展的影響。展的影響。第四單元第四單元近代以來世界的科學(xué)發(fā)展歷程近代以來世界的科學(xué)發(fā)展歷程第四單元第四單元 近代以來世界的科學(xué)發(fā)展歷程近代以來世界的科學(xué)發(fā)展歷程科學(xué)勃興科學(xué)勃興 進(jìn)展輝煌進(jìn)展輝煌轉(zhuǎn)化生產(chǎn)轉(zhuǎn)化生產(chǎn) 科技革命科技革命文藝復(fù)興文藝復(fù)興 思想解放思想解放經(jīng)典力學(xué)、經(jīng)典力學(xué)、相對論和量子論；相對論和量子論；進(jìn)化論進(jìn)化論三次科技三次科技革命革命科技?xì)v程科技?xì)v程探究：他們分別是什么人？有什么貢獻(xiàn)？探究：他們分別是什么人？有什

2、么貢獻(xiàn)？第第1111課課 物理學(xué)的重大進(jìn)展物理學(xué)的重大進(jìn)展伽利略伽利略 牛頓牛頓 愛因斯坦愛因斯坦 普朗克普朗克課程標(biāo)準(zhǔn)：課程標(biāo)準(zhǔn)：了解經(jīng)典力學(xué)的主要了解經(jīng)典力學(xué)的主要內(nèi)容，認(rèn)識其在近代自然科學(xué)理內(nèi)容，認(rèn)識其在近代自然科學(xué)理論發(fā)展中的歷史地位。論發(fā)展中的歷史地位。伽利略伽利略 牛頓牛頓 愛因斯坦愛因斯坦 普朗克普朗克經(jīng)典力學(xué)的奠基和建立經(jīng)典力學(xué)的奠基和建立 伽利略和牛頓伽利略和牛頓(17(17世紀(jì)世紀(jì)) )從經(jīng)典力學(xué)到相對論從經(jīng)典力學(xué)到相對論 愛因斯坦愛因斯坦(19(19世紀(jì)末到世紀(jì)末到2020世紀(jì)初世紀(jì)初) )量子論的誕生和發(fā)展量子論的誕生和發(fā)展 普朗克普朗克(19(19世紀(jì)末到世紀(jì)末到20

3、20世紀(jì)初世紀(jì)初) )懷懷 疑疑 中世紀(jì)的神學(xué)世界觀及中世紀(jì)的神學(xué)世界觀及其對人們思想認(rèn)識的束縛其對人們思想認(rèn)識的束縛探究：探究：1 1、經(jīng)典力學(xué)體系建立的歷史背景是什么？經(jīng)典力學(xué)體系建立的歷史背景是什么？ （近代自然科學(xué)形成的背景（近代自然科學(xué)形成的背景/為什么會懷疑）為什么會懷疑）思想條件：思想條件：經(jīng)濟條件：經(jīng)濟條件：主觀條件：主觀條件：文藝復(fù)興的推動文藝復(fù)興的推動資本主義的發(fā)展資本主義的發(fā)展科學(xué)家的探索科學(xué)家的探索一、近代物理學(xué)一、近代物理學(xué)經(jīng)典力學(xué)經(jīng)典力學(xué)古希臘科學(xué)家古希臘科學(xué)家亞里士多德亞里士多德“落體的速度與重落體的速度與重量成正比量成正比”“物體從來都是靜物體從來都是靜止的，除

4、非你用力止的，除非你用力推它才開始運動推它才開始運動”中世紀(jì)時，基督中世紀(jì)時，基督教會宣揚的宇宙教會宣揚的宇宙觀是宇宙是一個觀是宇宙是一個封閉的大盒子或封閉的大盒子或大帳篷。后來，大帳篷。后來，亞里士多德和托亞里士多德和托勒密所提出的希勒密所提出的希臘宇宙體系逐漸臘宇宙體系逐漸深入人心，托馬深入人心，托馬斯斯阿奎那將亞阿奎那將亞里士多德理論融入基督教神學(xué)之后，里士多德理論融入基督教神學(xué)之后，地心理論地心理論即即獲得了正統(tǒng)地位。獲得了正統(tǒng)地位。地球居宇宙中心地球居宇宙中心的思想被賦予的思想被賦予了宗教意義。上帝位處宇宙的最外層，推動著宇了宗教意義。上帝位處宇宙的最外層，推動著宇宙的運行，宙的運行

5、，哥白尼哥白尼(14731543)(14731543)提出提出“太陽中心說太陽中心說” (1513(1513年年) )沉重地打擊了教會的宇宙觀。從沉重地打擊了教會的宇宙觀。從根本上動搖了宗教神學(xué)的理論基礎(chǔ)。根本上動搖了宗教神學(xué)的理論基礎(chǔ)。 地心說地心說日心說日心說信奉并宣傳日心說和宇宙觀的信奉并宣傳日心說和宇宙觀的布魯諾布魯諾(1548-1600)(1548-1600)被教會以火刑處死。被教會以火刑處死。開普勒開普勒(15711630)(15711630)德國天文學(xué)家德國天文學(xué)家開普勒開普勒發(fā)現(xiàn)了行星運動的三發(fā)現(xiàn)了行星運動的三大定律即：行星沿橢圓形軌道繞太陽運行大定律即：行星沿橢圓形軌道繞太陽

6、運行(1609(1609年年) )。 為哥白尼的日心說提供了最為哥白尼的日心說提供了最可靠的證據(jù)?？煽康淖C據(jù)。 16091609年，年，伽利略伽利略創(chuàng)制了天文望遠(yuǎn)鏡。他創(chuàng)制了天文望遠(yuǎn)鏡。他觀測到月球表面凹凸不平，并繪制了第觀測到月球表面凹凸不平，并繪制了第一幅月面圖。一幅月面圖。伽利略的折射式望遠(yuǎn)鏡伽利略的折射式望遠(yuǎn)鏡伽利略伽利略繪制的月面圖繪制的月面圖 近代自然科學(xué)是以天文學(xué)的革命為開近代自然科學(xué)是以天文學(xué)的革命為開端的。端的。 哥白尼：哥白尼：太陽中心說太陽中心說(1513(1513年年) ) 布魯諾布魯諾(1548-1600)(1548-1600)：信奉太陽中心信奉太陽中心 開普勒：開普

7、勒：行星沿橢圓形軌道繞太陽運行星沿橢圓形軌道繞太陽運行行(1609(1609年年) ) 伽利略：伽利略：自制天文望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行天文觀自制天文望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行天文觀察察(“(“哥倫布發(fā)現(xiàn)了新大陸，伽利略發(fā)現(xiàn)哥倫布發(fā)現(xiàn)了新大陸，伽利略發(fā)現(xiàn)了新宇宙了新宇宙”) ) (1609 (1609年年) )文藝復(fù)興；資義發(fā)展文藝復(fù)興；資義發(fā)展科學(xué)領(lǐng)域科學(xué)領(lǐng)域伽利略伽利略（1564164215641642），），偉大的意大利物理學(xué)家和天偉大的意大利物理學(xué)家和天文學(xué)家，他開創(chuàng)了以實驗事文學(xué)家，他開創(chuàng)了以實驗事實為根據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體實為根據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系的近代科學(xué)，被譽為系的近代科學(xué)，被譽為“近近代科學(xué)之父代科學(xué)之父”

8、。他第一個把他第一個把望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)天空進(jìn)行觀測。望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)天空進(jìn)行觀測。16321632年，他出版了年，他出版了關(guān)于托關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系勒密和哥白尼兩大世界體系的對話的對話，把哥白尼的學(xué)說，把哥白尼的學(xué)說推到了最終勝利的階段。推到了最終勝利的階段。經(jīng)典力學(xué)的經(jīng)典力學(xué)的奠基者奠基者伽利略伽利略木星和它的伽利略衛(wèi)星木星和它的伽利略衛(wèi)星 1610 1610年，伽利略用望遠(yuǎn)年，伽利略用望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)有鏡發(fā)現(xiàn)有4 4顆衛(wèi)星圍繞著木顆衛(wèi)星圍繞著木星轉(zhuǎn)。這一發(fā)現(xiàn)震動了整個星轉(zhuǎn)。這一發(fā)現(xiàn)震動了整個歐洲和全球科學(xué)界。歐洲和全球科學(xué)界。 伽利略是第一位利用望伽利略是第一位利用望遠(yuǎn)鏡觀察天體的人。目前人遠(yuǎn)鏡觀

9、察天體的人。目前人類發(fā)現(xiàn)的類發(fā)現(xiàn)的1616顆木星衛(wèi)星中，顆木星衛(wèi)星中，有顆叫有顆叫“伽利略衛(wèi)星伽利略衛(wèi)星”。 他又發(fā)現(xiàn)太陽上有黑子，月球上有山脈，他又發(fā)現(xiàn)太陽上有黑子，月球上有山脈，為哥白尼的地球繞著太陽公轉(zhuǎn)的為哥白尼的地球繞著太陽公轉(zhuǎn)的“日心說日心說”找找到了有力證據(jù)。宗教法庭把他軟禁在家，不準(zhǔn)到了有力證據(jù)。宗教法庭把他軟禁在家，不準(zhǔn)外出。年多后，伽利略臨死前仍不屈服，堅外出。年多后，伽利略臨死前仍不屈服，堅定地說：定地說：“地球確實在圍著太陽轉(zhuǎn)！地球確實在圍著太陽轉(zhuǎn)！” ” “兩個鐵球同時落地！兩個鐵球同時落地！”15901590年，年，伽俐略伽俐略在斜塔的頂在斜塔的頂層做自由落體運動實驗

10、，讓層做自由落體運動實驗，讓兩個重量相差兩個重量相差1010倍的鐵球，倍的鐵球，同時從塔頂落下，結(jié)果兩球同時從塔頂落下，結(jié)果兩球同時著地，因而，雄辯地一同時著地，因而，雄辯地一舉推翻了束縛人們近舉推翻了束縛人們近20002000年年的希臘學(xué)者亞里士多德關(guān)于的希臘學(xué)者亞里士多德關(guān)于重量不同的物體，其下落的重量不同的物體，其下落的速度也不相同的速度也不相同的“物體下落物體下落速度與重量成正比速度與重量成正比”的理論。的理論。伽俐略開創(chuàng)了實驗物理的新伽俐略開創(chuàng)了實驗物理的新時代，為經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立奠時代，為經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立奠定基礎(chǔ)。定基礎(chǔ)。采用的方法：采用的方法：通過觀察和實驗通過觀察和實驗 探究：結(jié)合

11、教材知識和以上材料思考：觀探究：結(jié)合教材知識和以上材料思考：觀察和實驗的科學(xué)探究方式還為伽利略帶來了什察和實驗的科學(xué)探究方式還為伽利略帶來了什么學(xué)術(shù)成就？它對人類產(chǎn)生了什么影響？么學(xué)術(shù)成就？它對人類產(chǎn)生了什么影響？物理學(xué)：物理學(xué)：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(yuǎn)鏡觀察天體并取得大利用望遠(yuǎn)鏡觀察天體并取得大 量成果的第一人。證明了哥白量成果的第一人。證明了哥白 尼尼“日心說日心說”的正確性。的正確性。影響：影響：開創(chuàng)了以實驗事實為根據(jù)并具有開創(chuàng)了以實驗事實為根據(jù)并具有 嚴(yán)密邏輯體系的近代科學(xué)，為經(jīng)嚴(yán)密邏輯體系的近代科學(xué)，為經(jīng) 典力學(xué)的創(chuàng)立和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。典力學(xué)的創(chuàng)立

12、和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。經(jīng)典力學(xué)的經(jīng)典力學(xué)的建立者建立者牛頓牛頓牛頓牛頓(16421727)(16421727)牛頓出生于英國的林肯郡，牛頓出生于英國的林肯郡，16651665年畢業(yè)于著名的劍橋年畢業(yè)于著名的劍橋大學(xué)，獲得學(xué)士學(xué)位。三大學(xué)，獲得學(xué)士學(xué)位。三年后又獲得文學(xué)碩士學(xué)位。年后又獲得文學(xué)碩士學(xué)位。牛頓曾經(jīng)長期擔(dān)任英國皇牛頓曾經(jīng)長期擔(dān)任英國皇家學(xué)會會長，他還擔(dān)任過家學(xué)會會長，他還擔(dān)任過英國議會議員，授予爵士英國議會議員，授予爵士稱號。稱號。17271727年，他病逝被年，他病逝被安葬于威斯敏斯特教堂。安葬于威斯敏斯特教堂。牛頓有哪些重要貢獻(xiàn)？牛頓有哪些重要貢獻(xiàn)？其中最重要的是什么？其中最重要的是

13、什么？ 數(shù)學(xué)：數(shù)學(xué)：二項式定理，微積分二項式定理，微積分 光學(xué)：光學(xué)：發(fā)現(xiàn)太陽光的光譜，微粒說發(fā)現(xiàn)太陽光的光譜，微粒說 天文學(xué)：天文學(xué)：發(fā)明反射式望遠(yuǎn)鏡等發(fā)明反射式望遠(yuǎn)鏡等 力學(xué)：力學(xué)：自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理 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 形成經(jīng)典力學(xué)體系形成經(jīng)典力學(xué)體系 第一件，用牛頓力學(xué)算第一件，用牛頓力學(xué)算出地球的形狀象只桔子。出地球的形狀象只桔子。古希臘的亞里士多德認(rèn)為地古希臘的亞里士多德認(rèn)為地球是個正球體，兩千年來人球是個正球體，兩千年來人們對此深信不疑。牛頓卻根們對此深信不疑。牛頓卻根據(jù)他的力學(xué)，說地球是個扁據(jù)他的力學(xué)，說地球是個扁球體

14、，象只大桔子。此言一球體，象只大桔子。此言一出，學(xué)界嘩然。地球那么大，出，學(xué)界嘩然。地球那么大，牛頓又從不出遠(yuǎn)門，他憑什牛頓又從不出遠(yuǎn)門，他憑什么說地球有點扁？可是法國么說地球有點扁？可是法國科學(xué)家經(jīng)過三次實地測量，科學(xué)家經(jīng)過三次實地測量，終于證實了牛頓的看法。用終于證實了牛頓的看法。用力學(xué)能算出地球的形狀，真力學(xué)能算出地球的形狀，真是個奇跡。是個奇跡。歷史上證實牛頓歷史上證實牛頓力學(xué)的三件事力學(xué)的三件事第二件，用牛頓力學(xué)算出了哈雷彗星回歸周期第二件，用牛頓力學(xué)算出了哈雷彗星回歸周期長期以來到，人們一直認(rèn)為彗星是神秘的，根本不能長期以來到，人們一直認(rèn)為彗星是神秘的，根本不能用科學(xué)來說明。牛頓說

15、，既然彗星也是天體，就必然用科學(xué)來說明。牛頓說，既然彗星也是天體，就必然遵循力學(xué)規(guī)律。他的好友哈雷用牛頓力學(xué)算出了遵循力學(xué)規(guī)律。他的好友哈雷用牛頓力學(xué)算出了16821682年出現(xiàn)的彗星的軌道，指出它的回歸周期是年出現(xiàn)的彗星的軌道，指出它的回歸周期是75767576年，年，由此預(yù)言它將在由此預(yù)言它將在17581758年再次出現(xiàn)。哈雷年再次出現(xiàn)。哈雷17051705年發(fā)表這年發(fā)表這個預(yù)言，當(dāng)時他已個預(yù)言，當(dāng)時他已4949歲，卻要預(yù)言歲，卻要預(yù)言5353年以后的事，豈年以后的事，豈非聳人聽聞？可是非聳人聽聞？可是17581758年這顆彗星果然如期出現(xiàn)，并年這顆彗星果然如期出現(xiàn)，并被命名為哈雷彗星。被

16、命名為哈雷彗星。 1781 1781年天王星被年天王星被發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家用牛發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家用牛頓力學(xué)計算它的軌頓力學(xué)計算它的軌道，可是計算結(jié)果道，可是計算結(jié)果總是同觀測紀(jì)錄不總是同觀測紀(jì)錄不大相符。經(jīng)反復(fù)核大相符。經(jīng)反復(fù)核算，觀測無誤。那算，觀測無誤。那問題是否出現(xiàn)在牛問題是否出現(xiàn)在牛頓力學(xué)上面？頓力學(xué)上面？科學(xué)家大膽猜想計算結(jié)果之所以不理想，是因為太陽系科學(xué)家大膽猜想計算結(jié)果之所以不理想，是因為太陽系中還有一顆未知的行星，我們沒有考慮到它對天王星的中還有一顆未知的行星，我們沒有考慮到它對天王星的引力作用。他們用牛頓力學(xué)算出了這顆未知行星的位置引力作用。他們用牛頓力學(xué)算出了這顆未知行星的位置和質(zhì)量。

17、和質(zhì)量。18481848年年9 9月月2323日，柏林天文臺臺長用望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)日，柏林天文臺臺長用望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)那個位置，一下子就看到了一顆新的行星那個位置，一下子就看到了一顆新的行星海王星海王星。第三件：第三件： 用牛頓力學(xué)算出了一顆未用牛頓力學(xué)算出了一顆未知行星的位置知行星的位置（2）建立建立牛頓牛頓 B、建立起建立起以實驗為基礎(chǔ)以數(shù)學(xué)為表達(dá)形式以實驗為基礎(chǔ)以數(shù)學(xué)為表達(dá)形式（特點）（特點）的牛頓力學(xué)體系，即的牛頓力學(xué)體系，即經(jīng)典力學(xué)體系經(jīng)典力學(xué)體系。 A、1687年，出版年，出版自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理，提出提出運動三大定律和萬有引力定律運動三大定律和萬有引力定律。站在巨人站在巨人的

18、肩膀上的肩膀上探索探索 2 2、成就：經(jīng)典力學(xué)體系的建立、成就：經(jīng)典力學(xué)體系的建立科學(xué)研究領(lǐng)域的科學(xué)研究領(lǐng)域的成就成就：物體運動物體運動+ +天體運動天體運動一、近代物理學(xué)一、近代物理學(xué)經(jīng)典力學(xué)經(jīng)典力學(xué)經(jīng)典力學(xué)的經(jīng)典力學(xué)的建立者建立者牛頓牛頓 基礎(chǔ)基礎(chǔ): : 創(chuàng)立創(chuàng)立: :伽利略的研究成果伽利略的研究成果16871687自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理物體運動三大定律和萬有引力定律。物體運動三大定律和萬有引力定律。 意義意義: : 對解釋和預(yù)見物理現(xiàn)象有決定意義對解釋和預(yù)見物理現(xiàn)象有決定意義; ;標(biāo)志著近代科學(xué)的形成。標(biāo)志著近代科學(xué)的形成。人物人物貢獻(xiàn)貢獻(xiàn)影響影響經(jīng)經(jīng)典典力力學(xué)學(xué)奠奠基基者

19、者建建立立者者伽利略伽利略牛頓牛頓標(biāo)志：標(biāo)志：1687年牛頓發(fā)表年牛頓發(fā)表自自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理成就：成就：物體運動三大定律；物體運動三大定律；萬有引力定律；形成了以實萬有引力定律；形成了以實驗為基礎(chǔ)、以數(shù)學(xué)為表達(dá)形驗為基礎(chǔ)、以數(shù)學(xué)為表達(dá)形式的經(jīng)典力學(xué)體系；式的經(jīng)典力學(xué)體系；創(chuàng)立科學(xué)的研究方法：實驗創(chuàng)立科學(xué)的研究方法：實驗和觀察。和觀察。物理學(xué)：實驗證明物理學(xué)：實驗證明力與運動狀態(tài)的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)自力與運動狀態(tài)的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)自由落體定律等。由落體定律等。天文學(xué)：自天文學(xué)：自制望遠(yuǎn)鏡觀察天體并取得大量制望遠(yuǎn)鏡觀察天體并取得大量成果的第一人，證明了哥白尼成果的第一人，證明了哥白尼“日心說日

20、心說”的正確性。的正確性。 對解釋和預(yù)見對解釋和預(yù)見物理現(xiàn)象有決定物理現(xiàn)象有決定意義意義; ;標(biāo)志著近標(biāo)志著近代科學(xué)的形成；代科學(xué)的形成；促進(jìn)了兩次科技促進(jìn)了兩次科技革命的出現(xiàn)。革命的出現(xiàn)。 開創(chuàng)了以實驗開創(chuàng)了以實驗事實為根據(jù)并具事實為根據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系有嚴(yán)密邏輯體系的近代科學(xué)的近代科學(xué),(,(近近代科學(xué)之父代科學(xué)之父) )為為經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立和發(fā)展奠定了基和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。開辟了天文礎(chǔ)。開辟了天文學(xué)的新時代。學(xué)的新時代。解析低速運動、宏觀世界物理現(xiàn)象。無解析低速運動、宏觀世界物理現(xiàn)象。無法解釋微觀高速運動現(xiàn)象。法解釋微觀高速運動現(xiàn)象。中國古代科技特點與西方近代科技比較中國古代

21、科技特點與西方近代科技比較中國古代科技中國古代科技西方近代科技西方近代科技重經(jīng)驗：重經(jīng)驗： 是對生產(chǎn)經(jīng)是對生產(chǎn)經(jīng)驗的總結(jié)和對自然現(xiàn)驗的總結(jié)和對自然現(xiàn)象的直接描述，缺乏象的直接描述，缺乏理論探索。理論探索。( (屬應(yīng)用科屬應(yīng)用科學(xué)學(xué)) )重實驗：重實驗：注重觀察和實注重觀察和實驗與嚴(yán)密邏輯體系相結(jié)合。驗與嚴(yán)密邏輯體系相結(jié)合。( (屬理論科學(xué)屬理論科學(xué)) )技術(shù)化傾向嚴(yán)重，技術(shù)化傾向嚴(yán)重，封封閉性強。閉性強。重理論、重分析重理論、重分析( (從理從理論高度概括分析論高度概括分析) )、形成、形成近代科學(xué)研究方法。近代科學(xué)研究方法。重實用，重實用，服務(wù)于農(nóng)業(yè)生服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和統(tǒng)治需要產(chǎn)和統(tǒng)治需要服務(wù)

22、于工業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟的服務(wù)于工業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟的發(fā)展。發(fā)展。 推動了生產(chǎn)力的進(jìn)步和資本主義的發(fā)展推動了生產(chǎn)力的進(jìn)步和資本主義的發(fā)展 （伽利略的實驗方法和邏輯體系為經(jīng)典力學(xué)奠定基礎(chǔ)；牛頓完成（伽利略的實驗方法和邏輯體系為經(jīng)典力學(xué)奠定基礎(chǔ)；牛頓完成了經(jīng)典力學(xué)體系的建構(gòu)）了經(jīng)典力學(xué)體系的建構(gòu)）推動了物理學(xué)自身的發(fā)展推動了物理學(xué)自身的發(fā)展, , 促進(jìn)了近促進(jìn)了近代自然科學(xué)的進(jìn)步。代自然科學(xué)的進(jìn)步。 沖擊了宗教神學(xué)，推動了啟蒙運動的發(fā)展和思想解放。沖擊了宗教神學(xué)，推動了啟蒙運動的發(fā)展和思想解放。進(jìn)步：進(jìn)步：3 3、經(jīng)典力學(xué)體系的影響、經(jīng)典力學(xué)體系的影響3 3、經(jīng)濟發(fā)展：、經(jīng)濟發(fā)展：1 1、自然科學(xué)：、自然科學(xué)：

23、2 2、思想認(rèn)識：、思想認(rèn)識：2 2、思想認(rèn)識：、思想認(rèn)識： “牛頓的發(fā)現(xiàn)，給人類帶來從未有過的自信。曾經(jīng)匍匐在上帝腳下的人類，終于大膽地抬起頭來，開始用自己理性的眼光打量世界。” 大國崛起一、近代物理學(xué)一、近代物理學(xué)經(jīng)典力學(xué)經(jīng)典力學(xué)“19“19世紀(jì)已經(jīng)將物理大廈全部建成，今后世紀(jì)已經(jīng)將物理大廈全部建成，今后物理學(xué)家只是修飾和完美這座大廈物理學(xué)家只是修飾和完美這座大廈” ” 1919世紀(jì)末，世紀(jì)末，物理學(xué)界連續(xù)發(fā)生了三個重大物理學(xué)界連續(xù)發(fā)生了三個重大事件，這就是事件，這就是X X射線、放射性和電子的發(fā)現(xiàn)。射線、放射性和電子的發(fā)現(xiàn)。這三大發(fā)現(xiàn)以實驗事實使得原子不可分、這三大發(fā)現(xiàn)以實驗事實使得原子

24、不可分、不變化的傳統(tǒng)觀念發(fā)生了動搖。物理學(xué)家不變化的傳統(tǒng)觀念發(fā)生了動搖。物理學(xué)家們曾認(rèn)為的似乎已經(jīng)基本上完成了的經(jīng)典們曾認(rèn)為的似乎已經(jīng)基本上完成了的經(jīng)典物理學(xué)體系，從根本上出現(xiàn)了動搖，這就物理學(xué)體系，從根本上出現(xiàn)了動搖，這就是所謂的是所謂的“物理學(xué)危機物理學(xué)危機”。( (二二) )相對論的創(chuàng)立相對論的創(chuàng)立愛因斯坦愛因斯坦愛因斯坦愛因斯坦(1879-1955)(1879-1955) 1879 1879年生于德國，是年生于德國，是舉世聞名的德裔美國科舉世聞名的德裔美國科學(xué)家，現(xiàn)代物理學(xué)的開學(xué)家，現(xiàn)代物理學(xué)的開創(chuàng)者和奠基人。愛因斯創(chuàng)者和奠基人。愛因斯坦坦19001900年畢業(yè)于蘇黎士年畢業(yè)于蘇黎士工

25、業(yè)大學(xué)，后在大學(xué)任工業(yè)大學(xué)，后在大學(xué)任教，教，19141914年任皇家物理年任皇家物理研究所所長兼柏林大學(xué)研究所所長兼柏林大學(xué)教授。教授。19211921年獲諾貝爾年獲諾貝爾物理學(xué)獎。物理學(xué)獎。作為科學(xué)家的愛因斯坦，他是窺見上作為科學(xué)家的愛因斯坦，他是窺見上帝秘密的人；作為思想家的愛因斯坦，帝秘密的人；作為思想家的愛因斯坦，他是窺見人間秘密的人。他是窺見人間秘密的人。 19051905年，愛因斯坦年，愛因斯坦2626歲，接連寫下歲，接連寫下4 4篇改變整個篇改變整個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.布朗運動（

26、證明分子的存在）布朗運動（證明分子的存在）3.3.狹義相對論（修正了牛頓力學(xué)）狹義相對論（修正了牛頓力學(xué)）4.4.質(zhì)能互換律（質(zhì)能互換律（E=mc2E=mc2）19161916年，愛因斯坦發(fā)表了廣義相對論基礎(chǔ)，最具年，愛因斯坦發(fā)表了廣義相對論基礎(chǔ)，最具創(chuàng)見也是最偉大的貢獻(xiàn)：創(chuàng)見也是最偉大的貢獻(xiàn)：5.5.廣義相對論（取代了牛頓的萬有引力理論）廣義相對論（取代了牛頓的萬有引力理論）19051905 神奇的一年神奇的一年 愛因斯坦愛因斯坦19051905年提出的相對論，后來稱年提出的相對論，后來稱作狹義相對論，時間和空間隨著物質(zhì)運動速作狹義相對論，時間和空間隨著物質(zhì)運動速度的變化而變化，發(fā)生尺縮效應(yīng)

27、和鐘慢效應(yīng)；度的變化而變化，發(fā)生尺縮效應(yīng)和鐘慢效應(yīng)；質(zhì)量會隨著物體運動速度增大而增大質(zhì)量會隨著物體運動速度增大而增大 相對論的例子：一卷錄音帶，相對論的例子：一卷錄音帶，如果在地面上播放需要一個小時；如果在地面上播放需要一個小時；在快速飛行的宇宙飛船里播放，在快速飛行的宇宙飛船里播放，宇宙飛船里的人測定也是一個小宇宙飛船里的人測定也是一個小時。但是由地面上的人員，來測時。但是由地面上的人員，來測定在宇宙飛船中播放的時間呢？定在宇宙飛船中播放的時間呢？根據(jù)牛頓的理論，因為時間是絕根據(jù)牛頓的理論，因為時間是絕對的，所以也是一小時；但是愛對的，所以也是一小時；但是愛因斯坦的理論則認(rèn)為應(yīng)該是一個因斯坦

28、的理論則認(rèn)為應(yīng)該是一個多小時，因為時間是相對的，在多小時，因為時間是相對的，在不同速度下測量時間，長度是不不同速度下測量時間，長度是不一樣的。一樣的。 什么是狹義相對論？什么是狹義相對論？什么是廣義相對論？什么是廣義相對論？廣義相對論是新的萬有引力概念廣義相對論是新的萬有引力概念 廣義相對論的重要結(jié)論是，加速運動與廣義相對論的重要結(jié)論是，加速運動與引力場的運動是等價的，要區(qū)別是由慣性力引力場的運動是等價的，要區(qū)別是由慣性力或者引力所產(chǎn)生的運動是不可能的?；蛘咭λa(chǎn)生的運動是不可能的。 對此，愛因斯坦作了一個的比喻。假想對此，愛因斯坦作了一個的比喻。假想有一個人乘摩天樓的電梯自由降落，人不會有

29、一個人乘摩天樓的電梯自由降落，人不會感到自己在下降，因為這時電梯和人都依照感到自己在下降，因為這時電梯和人都依照重力加速度定律在下降，彷佛在電梯里不存重力加速度定律在下降，彷佛在電梯里不存在地球引力。在地球引力。 地球地球上顯上顯示的示的時間時間運動運動物體物體上顯上顯示的示的時間時間當(dāng)速度接近光速時當(dāng)速度接近光速時當(dāng)速度達(dá)到光速時：當(dāng)速度達(dá)到光速時：質(zhì)量增加質(zhì)量增加物體變重物體變重時間變慢時間變慢鐘慢效應(yīng)鐘慢效應(yīng)長度變短長度變短尺縮效應(yīng)尺縮效應(yīng)鐘表不走鐘表不走時間停止時間停止質(zhì)量：質(zhì)量：相對論和經(jīng)典力學(xué)的關(guān)系相對論和經(jīng)典力學(xué)的關(guān)系 相對論打破了牛頓以來傳統(tǒng)的絕對相對論打破了牛頓以來傳統(tǒng)的絕對

30、時空觀，但并非全盤否定牛頓力學(xué)。時空觀，但并非全盤否定牛頓力學(xué)。牛牛頓力學(xué)頓力學(xué)反映的是反映的是宏觀物體低速運動的客宏觀物體低速運動的客觀規(guī)律觀規(guī)律，而，而狹義相對論狹義相對論反映的是反映的是物體高物體高速運動的客觀規(guī)律，速運動的客觀規(guī)律，是對牛頓力學(xué)的繼是對牛頓力學(xué)的繼承和發(fā)展。牛頓力學(xué)是相對論的一種特承和發(fā)展。牛頓力學(xué)是相對論的一種特例（物體低速運動狀態(tài)），包括在相對例（物體低速運動狀態(tài)），包括在相對論體系中。論體系中。經(jīng)典力學(xué)經(jīng)典力學(xué)狹義相對論狹義相對論廣義相對論廣義相對論影響：否定了經(jīng)典影響：否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀，力學(xué)的絕對時空觀，彌補了經(jīng)典力學(xué)在彌補了經(jīng)典力學(xué)在宏觀物體高速運動

31、宏觀物體高速運動研究的不足。研究的不足。( (二二) )相對論的創(chuàng)立相對論的創(chuàng)立愛因斯坦愛因斯坦 1 1、提出：、提出：2020世紀(jì)初，愛因斯坦發(fā)表世紀(jì)初，愛因斯坦發(fā)表論動論動體的電動力學(xué)體的電動力學(xué) 2 2、內(nèi)容：、內(nèi)容： 19051905年愛因斯坦提出狹義相對論和光速不變年愛因斯坦提出狹義相對論和光速不變原理。原理。 19161916年他完成了廣義相對論的最終形式。這年他完成了廣義相對論的最終形式。這被看作人類思想史上最偉大的成就之一被看作人類思想史上最偉大的成就之一 3 3、意義：、意義： 是物理學(xué)領(lǐng)域的一次重大革命；是物理學(xué)領(lǐng)域的一次重大革命； 否定否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀；了經(jīng)典力

32、學(xué)的絕對時空觀； 發(fā)展了牛頓力學(xué)；發(fā)展了牛頓力學(xué)； 推動物理學(xué)發(fā)展到一個新高度推動物理學(xué)發(fā)展到一個新高度加熱到不同溫度的物體發(fā)出不同顏色的光加熱到不同溫度的物體發(fā)出不同顏色的光科學(xué)家們?yōu)榱丝偨Y(jié)熱輻射規(guī)律，推導(dǎo)出兩科學(xué)家們?yōu)榱丝偨Y(jié)熱輻射規(guī)律，推導(dǎo)出兩個公式。但這兩個公式的計算結(jié)果總是與個公式。但這兩個公式的計算結(jié)果總是與實驗結(jié)果不相符合。實驗結(jié)果不相符合。19001900年，為了解決熱年，為了解決熱輻射理論上的疑點，德國物理學(xué)家普朗克輻射理論上的疑點，德國物理學(xué)家普朗克提出了量子假說：提出了量子假說：輻射像物質(zhì)一樣，是由輻射像物質(zhì)一樣，是由具有能量的基本單位量子來實現(xiàn)的。具有能量的基本單位量子來

33、實現(xiàn)的。 普朗克普朗克生于德國基爾。生于德國基爾。18791879年在慕尼黑大學(xué)獲得年在慕尼黑大學(xué)獲得博士學(xué)位后，先后在慕尼博士學(xué)位后，先后在慕尼黑大學(xué)和基爾大學(xué)任教。黑大學(xué)和基爾大學(xué)任教。由于量子論創(chuàng)立，普朗克由于量子論創(chuàng)立，普朗克獲得獲得19181918年諾貝爾物理學(xué)年諾貝爾物理學(xué)獎。普朗克是德國人所具獎。普朗克是德國人所具有的最好品質(zhì)的范例：誠有的最好品質(zhì)的范例：誠懇，忠于職守，他的業(yè)余懇，忠于職守，他的業(yè)余愛好是音樂，在這方面表愛好是音樂，在這方面表現(xiàn)了專業(yè)藝術(shù)才干；另一現(xiàn)了專業(yè)藝術(shù)才干；另一項業(yè)余愛好是他一直堅持項業(yè)余愛好是他一直堅持到晚年的登山運動。到晚年的登山運動。 普朗克普朗克

34、（1858194718581947）(三三)量子論的誕生與發(fā)展量子論的誕生與發(fā)展 1 1、背景、背景： 19 19世紀(jì)末世紀(jì)末2020世紀(jì)初，電子和放射性的發(fā)現(xiàn)。世紀(jì)初，電子和放射性的發(fā)現(xiàn)。 實驗表明微觀粒子的運動不能用經(jīng)典力學(xué)的理實驗表明微觀粒子的運動不能用經(jīng)典力學(xué)的理論來說明。論來說明。2 2、誕生：、誕生：1900,1900,德國物理學(xué)家德國物理學(xué)家普朗克普朗克3 3、發(fā)展：、發(fā)展： 愛因斯坦利用量子論成功解釋了光電效應(yīng)愛因斯坦利用量子論成功解釋了光電效應(yīng) 丹麥玻爾提出有關(guān)原子的量子理論丹麥玻爾提出有關(guān)原子的量子理論4 4、意義：、意義： 使人類對微觀世界的基本認(rèn)識取得革命性進(jìn)步使人類對

35、微觀世界的基本認(rèn)識取得革命性進(jìn)步 與相對論一起與相對論一起, ,構(gòu)成現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)構(gòu)成現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ) 量子論和相對論是現(xiàn)代物理學(xué)的量子論和相對論是現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱兩大支柱，量子論的形成標(biāo)志著人類，量子論的形成標(biāo)志著人類對于客觀規(guī)律的認(rèn)識，開始從宏觀世對于客觀規(guī)律的認(rèn)識，開始從宏觀世界深入到微觀世界。界深入到微觀世界。 量子力學(xué)和狹義相對論結(jié)合形成量子力學(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)還為電子彈和建立核電站。量子力學(xué)還為電子技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、晶體技術(shù)和激光技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、晶體技術(shù)和激光技術(shù)等奠定了理論基礎(chǔ)。技

36、術(shù)等奠定了理論基礎(chǔ)。經(jīng)典力學(xué)：經(jīng)典力學(xué)：解析低速運動、解析低速運動、宏觀世界物理宏觀世界物理現(xiàn)象現(xiàn)象近代物理學(xué)近代物理學(xué)相對論：相對論：微觀世界、微觀世界、高速運動高速運動量子論：量子論：解釋微觀世解釋微觀世界物理現(xiàn)象界物理現(xiàn)象現(xiàn)現(xiàn)代代物物理理學(xué)學(xué)為相對論的提為相對論的提出奠定基礎(chǔ)出奠定基礎(chǔ)繼承和發(fā)展了繼承和發(fā)展了經(jīng)典力學(xué)經(jīng)典力學(xué)經(jīng)典力學(xué)、相對論、量子論的關(guān)系：經(jīng)典力學(xué)、相對論、量子論的關(guān)系：19C19C末經(jīng)典末經(jīng)典物理學(xué)危機物理學(xué)危機經(jīng)典力學(xué)經(jīng)典力學(xué)伽利略奠基伽利略奠基牛頓創(chuàng)立牛頓創(chuàng)立標(biāo)志：標(biāo)志：特點：特點： 以以 為基礎(chǔ)為基礎(chǔ), 以以 為表達(dá)形式為表達(dá)形式貢獻(xiàn)貢獻(xiàn)物理學(xué)：物理學(xué)： 發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn) 定律定律天文學(xué)：天文學(xué)：證明證明 的正確的正確影響影