自己整理近代物理

會(huì)計(jì)學(xué)1自己整理近代物理

從公元476年西羅馬帝國滅亡到十五世紀(jì)中葉的中世紀(jì)，基督教神學(xué)占據(jù)統(tǒng)治地位，“科學(xué)只是教會(huì)恭順的婢女，它不得超越宗教所規(guī)定的界限?！笔ソ?jīng)神話成為構(gòu)成宇宙體系的依據(jù)。隨著西歐資本主義經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、文藝復(fù)興和宗教改革運(yùn)動(dòng)地開展，歐洲的先哲們從懷疑教會(huì)推崇的“地心說”開始，首先在天文學(xué)領(lǐng)域?qū)虝?huì)的神學(xué)世界觀發(fā)起了猛烈的沖擊，他們通過觀察和實(shí)驗(yàn)，提出了許多新的理論，從而促使了近代物理學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展。

看了這段前言同學(xué)們想想看，近代物理學(xué)產(chǎn)生的原因有哪些？第1頁/共25頁背景受文藝復(fù)興、宗教改革影響，科學(xué)逐漸從神學(xué)的桎梏中解放出來；資本主義發(fā)展提供了物質(zhì)基礎(chǔ)；科學(xué)家勇于探索的精神。第2頁/共25頁vs亞里斯多德：1.物體落地下的速度和重量成比例；

2.必須有力的作用在物體上，物體才能運(yùn)動(dòng)，沒有力的作用，物體就會(huì)停止。伽利略：1.重量不同的兩個(gè)物體，在同一位置上下落的速度是一樣的；2.如果運(yùn)動(dòng)的物體不受阻礙，它將速度保持不變地持續(xù)運(yùn)動(dòng)下去。小老弟：我很不明白，你為什么總是和我這個(gè)權(quán)威人士過不去呢？老兄：實(shí)在不好意思！不是我有意和你作對(duì)，關(guān)鍵是我遇事總喜歡問為什么？而且更愿意通過實(shí)驗(yàn)來印證理論是否合理？小伽的挑戰(zhàn)

伽利略是用什么辦法推翻亞里士多德的學(xué)說？第3頁/共25頁

1590年，伽利略在比薩斜塔上做了“兩個(gè)鐵球同時(shí)落地”的著名實(shí)驗(yàn)，從此推翻了亞里士多德“物體落地下的速度和重量成比例”的學(xué)說，糾正了這個(gè)持續(xù)了1900年之久的錯(cuò)誤結(jié)論。第4頁/共25頁近現(xiàn)代物理學(xué)的奠基人和革命者二、經(jīng)典力學(xué)體系的創(chuàng)立和發(fā)展1、經(jīng)典力學(xué)的奠基者——伽利略（意大利、17世紀(jì)）一、近現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展過程經(jīng)典力學(xué)奠基者（17世紀(jì)初）經(jīng)典力學(xué)建立者（17世紀(jì)晚期）從經(jīng)典力學(xué)發(fā)展到相對(duì)論、量子論（19世紀(jì)末～20世紀(jì)初）伽利略（意）牛頓（英）愛因斯坦（德）普朗克（德）2、經(jīng)典力學(xué)的建立者——牛頓（英國、17世紀(jì)末）三、現(xiàn)代物理學(xué)理論的發(fā)展1、量子理論的誕生和發(fā)展——普郎克（德國、1900年）2、相對(duì)論的建立——愛因斯坦（德國、20世紀(jì)初）

背景：

受文藝復(fù)興、宗教改革影響，科學(xué)逐漸從神學(xué)的桎梏中解放出來；資本主義發(fā)展提供了物質(zhì)基礎(chǔ)；科學(xué)家勇于探索的精神。第5頁/共25頁1、經(jīng)典力學(xué)的奠基者——伽利略（意大利）（1）伽利略的成果A、物理方面：

B、天文學(xué)方面：（2）伽利略的貢獻(xiàn)突出成果——?jiǎng)?chuàng)立自由落體定律制造天文望遠(yuǎn)鏡、證明哥白尼“日心說”的正確性A、他的發(fā)現(xiàn)和他開始的科學(xué)研究方法，標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端.B、為經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立奠定了基礎(chǔ)C、開創(chuàng)了近代科學(xué)，被譽(yù)為“近代科學(xué)之父”。實(shí)驗(yàn),計(jì)算亞里士多德：力學(xué)觀：必須有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動(dòng)，沒有力的作用，物體就會(huì)靜止。伽利略：通過觀察、實(shí)驗(yàn)和推理，得出結(jié)論：如果運(yùn)動(dòng)物體不受阻礙，它將速度保持不變地持續(xù)運(yùn)動(dòng)下去。突出成就：創(chuàng)立自由落體定律第6頁/共25頁

1609年，伽利略創(chuàng)制了天文望遠(yuǎn)鏡。他觀測到月球表面凹凸不平，并繪制了第一幅月面圖。伽利略的折射式望遠(yuǎn)鏡伽利略的手稿第7頁/共25頁

牛頓出生于英國的林肯郡，1665年畢業(yè)于著名的劍橋大學(xué)三一學(xué)院，獲得學(xué)士學(xué)位。三年后又獲得文學(xué)碩士學(xué)位。牛頓曾經(jīng)長期擔(dān)任英國皇家學(xué)會(huì)會(huì)長，他還擔(dān)任過英國議會(huì)議員，授予爵士稱號(hào)。1727年，他病逝，被安葬于威斯敏斯特教堂，這是一種極高的榮譽(yù)。第8頁/共25頁慣性定律加速度定律作用和反作用定律物理運(yùn)動(dòng)三大定律萬有引力定律經(jīng)典力學(xué)體系2、經(jīng)典力學(xué)的建立者——牛頓

1687《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》

——無論從科學(xué)史還是整個(gè)人類的文明史來看這都是一本劃時(shí)代的巨著。第9頁/共25頁2、經(jīng)典力學(xué)的建立者——牛頓（英國）（2）牛頓經(jīng)典力學(xué)體系的歷史地位牛頓（1642—1727）①牛頓力學(xué)體系對(duì)自然界的力學(xué)現(xiàn)象做了系統(tǒng)合理的說明，從而完成了人類對(duì)自然界認(rèn)識(shí)史上的第一次理論大綜合。②標(biāo)志近代科學(xué)的形成。③具有驚人的預(yù)見性和巨大的理論指導(dǎo)意義A、準(zhǔn)確算出了地球的平均密度和扁平率；B、正確地解釋了潮汐的成因；C、發(fā)現(xiàn)了海王星；

三百年前，人類的思想還充斥著迷信和恐懼，水為什么往低處流？太陽為什么升起落下？這些今天看來簡單之極的問題，在當(dāng)時(shí)卻是根本無法認(rèn)識(shí)和把握的。直到牛頓出現(xiàn)，人類才終于結(jié)束了這種狀態(tài)。

——《大國崛起》解說詞第10頁/共25頁哈雷慧星軌道的推算

長期以來，人們一直認(rèn)為彗星是神秘的，不吉利的災(zāi)星，根本不能用科學(xué)來說明。牛頓的好友哈雷用牛頓力學(xué)算出了1682年出現(xiàn)的彗星的軌道，指出它的回歸周期是75—76年，由此預(yù)言它將在1758年再次出現(xiàn)。53年以后的1758年（當(dāng)時(shí)哈雷已去世），這顆彗星果然如期出現(xiàn)。哈雷慧星的發(fā)現(xiàn)驗(yàn)證了萬有引力定律的科學(xué)性。第11頁/共25頁英國著名詩人亞歷山大·波普曾寫過一首贊美牛頓的詩：自然和自然界的規(guī)律，隱藏在黑暗里。上帝說：“讓牛頓去吧!”于是，一切成為光明。

我之所以能比別人看得遠(yuǎn)些，是因?yàn)槲艺驹诰奕藗兊募缟稀?/p>

——牛頓牛頓獲得巨大成就的原因1、具有虛懷若谷、謙虛好學(xué)精神；2、勇于探索的科學(xué)精神；3、科學(xué)的研究方法；4、甘于寂寞，獻(xiàn)身科學(xué)的精神等；5、吸收伽利略等前人的研究成果；6、有利的社會(huì)環(huán)境：啟蒙運(yùn)動(dòng)、英國資產(chǎn)階級(jí)革命的洗禮第12頁/共25頁二、量子理論；1、背景：（簡單了解一下）

19世紀(jì)末20世紀(jì)初，電子和放射性的發(fā)現(xiàn)，促進(jìn)人們對(duì)物質(zhì)的認(rèn)識(shí)深入到了原子內(nèi)部。但大量的實(shí)驗(yàn)表明，微觀粒子的運(yùn)動(dòng)不能用通常的宏觀物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行描述。這就需要人們對(duì)微觀世界開展研究。

量子論和相對(duì)論是現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱，量子論的形成標(biāo)志著人類對(duì)于客觀規(guī)律的認(rèn)識(shí)，開始從宏觀世界深入到微觀世界。量子力學(xué)和狹義相對(duì)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)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)。第13頁/共25頁

普朗克，生于基爾。1879年普朗克在慕尼黑大學(xué)獲得博士學(xué)位后，先后在慕尼黑大學(xué)和基爾大學(xué)任教。由于量子論創(chuàng)立，普朗克獲得1918年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。他的父親是一位杰出的法律教授。普朗克是德國人所具有的最好品質(zhì)的范例：誠懇、忠于職守，他的業(yè)余愛好是音樂，在這方面表現(xiàn)了專業(yè)藝術(shù)才干；另一項(xiàng)業(yè)余愛好是他一直堅(jiān)持到晚年的登山運(yùn)動(dòng)。量子力學(xué)的創(chuàng)立者第14頁/共25頁二、量子理論；2、過程：3、標(biāo)志：4、發(fā)展：斯蒂芬——普朗克。1900年《關(guān)于正常光譜能量分布定律的理論》標(biāo)志量子理論誕生。

（1）德國愛因斯坦：解釋光電效應(yīng)，得出光具有波粒二象性；（2）法國德布羅意：提出物質(zhì)波理論；（3）奧德物理學(xué)家：建立量子力學(xué)。影響：改變了近代物理學(xué)中的傳統(tǒng)觀念,使物理學(xué)乃至整個(gè)自然科學(xué)的觀念發(fā)生了重大變革。標(biāo)志著人類對(duì)客觀規(guī)律的認(rèn)識(shí)，開始從宏觀世界深入到微觀世界。第15頁/共25頁⑴狹義相對(duì)論①創(chuàng)立1905年愛因斯坦發(fā)表《

》，創(chuàng)立了狹義相對(duì)論②內(nèi)容：時(shí)間和空間都與物質(zhì)運(yùn)動(dòng)有關(guān)時(shí)間和空間隨著物質(zhì)運(yùn)動(dòng)速度的變化而變化③影響：打破了牛頓經(jīng)典力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀繼承和發(fā)展了牛頓力學(xué)奠定了利用原子能的理論基礎(chǔ)論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)

如果一個(gè)人以光的速度運(yùn)動(dòng)，他將看到一幅什么樣的世界景象呢？質(zhì)量隨著速度的增加而增加，當(dāng)速度接近光速時(shí)，質(zhì)量趨于無窮大，時(shí)間停止為零。E=mc^2

為了對(duì)這一深?yuàn)W的理論做通俗的說明，愛因斯坦曾經(jīng)風(fēng)趣地對(duì)一名男青年說：“我打個(gè)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，同樣的時(shí)間你覺得哪一個(gè)更長？”男青年說：“當(dāng)然坐在火爐上烤的時(shí)間覺得長久。”愛因斯坦說：“這就是我的相對(duì)論內(nèi)容。”第16頁/共25頁(2)廣義相對(duì)論①提出：1916年②內(nèi)容：③意義：第一次闡述了四維時(shí)空和物質(zhì)的分布相聯(lián)系的重要思想A.物質(zhì)存在的現(xiàn)實(shí)空間不是平坦的，而是彎的。B.空間的結(jié)構(gòu)取決于物質(zhì)的質(zhì)量及其分布情況。C.空間彎曲的程度體現(xiàn)為引力場強(qiáng)度。愛因斯坦相對(duì)論的意義：是對(duì)近代物理學(xué)理論框架的重大突破，它不僅揭示了空間、時(shí)間的可變性，時(shí)空的變化和時(shí)空結(jié)構(gòu)同物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)和狀態(tài)密不可分。這種全新的時(shí)空觀、運(yùn)動(dòng)觀和物質(zhì)觀的形成，是人類思想發(fā)展史中的一次根本性變革，對(duì)整個(gè)自然科學(xué)和哲學(xué)都產(chǎn)生了極其深遠(yuǎn)的影響。

與量子理論共同構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基本理論框架。第17頁/共25頁成功的秘訣

一個(gè)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，要他公開成功的秘訣。愛因斯坦厭煩了，便寫了一

個(gè)公式給他：A＝x＋y＋z愛因斯坦解釋道：“A代表成功，x代表艱苦的勞動(dòng)，y代表正確的方法……”

“z代表什么？”青年迫不及待地問。“代表少說廢話?！睈垡蛩固拐f。第18頁/共25頁科學(xué)家科學(xué)成就

著作

意義伽利略牛頓普朗克愛因斯坦自由落體定律1.推翻了亞里士多德的學(xué)說，牛頓三定律、萬有引力定律（經(jīng)典力學(xué)）1687年，《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》1.完成了人類對(duì)自然界認(rèn)識(shí)史上的第一次理論大綜合2.是近代自然科學(xué)理論體系中最先成熟和完善的核心理論體系

量子概念1900年，《關(guān)于正常光譜能量分布定律的理論》標(biāo)志著人類對(duì)客觀規(guī)律的認(rèn)識(shí)，開始從宏觀世界深入到微觀世界解釋光電效應(yīng)狹義相對(duì)論（1905）和廣義相對(duì)論（1916）1905年，《論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)》1.近代物理學(xué)理論框架的重大突破；2.人類思想發(fā)展中的一次根本變革；3.構(gòu)成現(xiàn)代物理學(xué)的基本理論框架2.奠定了實(shí)驗(yàn)科學(xué)的基礎(chǔ)，3.為經(jīng)典力學(xué)奠定了基礎(chǔ)第19頁/共25頁鞏固提高3．近代科學(xué)形成的標(biāo)志是（）A.卡爾創(chuàng)立解析幾何B.達(dá)爾文創(chuàng)立生物進(jìn)化論學(xué)說C.牛頓力學(xué)體系的建立D.道爾頓科學(xué)的原子論的建立

1．中世紀(jì)，誰的學(xué)說長期被教會(huì)奉為教條（）A.亞里士多德B.牛頓C.愛因斯坦D.伽利略2．創(chuàng)立了自由落體定律，從而推翻了亞里斯多德的學(xué)說的是（）A.伽利略 B.牛頓C.愛因斯坦 D.普朗克AAC第20頁/共25頁5．海王星的發(fā)現(xiàn)是根據(jù)（）A.哥白尼日心說的推算B.牛頓理論的推測C.法拉第學(xué)說的計(jì)算 D.愛因斯坦對(duì)時(shí)間、空間屬性的揭示4．實(shí)現(xiàn)了自然科學(xué)第一次理論性大綜合的是（）A．哈維的血液循環(huán)學(xué)說B.法拉第的電磁感應(yīng)理論C．牛頓的經(jīng)典力學(xué)體系 D.愛因斯坦的相對(duì)論CB第21頁/共25頁7．和相對(duì)論一起構(gòu)成現(xiàn)代物理學(xué)框架的是（）

A.牛頓力學(xué)理論

B.萬有引力理論

C.量子理論

D.自由落體理論

6．指出“物質(zhì)間所存在的萬有引力，是由于物質(zhì)的存在和分布使時(shí)間和空間的性質(zhì)不均勻而引起的”是（）A.牛頓力學(xué)理論

B.萬有引力理論 C.廣義相對(duì)論

D.狹義相對(duì)論CC第22頁/共25頁（2008上海）“月亮既不會(huì)掉下來，也不會(huì)離去，那是因?yàn)樗倪\(yùn)動(dòng)正好抵消了地球的引力。”說這句話的科學(xué)家是

A.牛頓B.波義耳

C.拉瓦錫D.哥白尼鏈接高考A（2008江蘇，15）一位科學(xué)家的墓碑上鐫刻著這樣的銘文：“他以神一般的力量，……第一個(gè)說明了行星的運(yùn)動(dòng)和圖像。”這位科學(xué)家應(yīng)該是

A.伽利略B.牛頓

C.愛因斯坦D.普朗克B第23頁/共25頁