必修三第11課-物理學(xué)的重大進(jìn)展

導(dǎo)入新課第四單元——物理學(xué)（經(jīng)典力學(xué)、相對(duì)論、量子論）——生物學(xué)（進(jìn)化論）——三次科技革命的發(fā)明創(chuàng)造（蒸汽機(jī)、電力、計(jì)算機(jī)）第四單元近代以來世界的科學(xué)發(fā)展歷程科學(xué)理論科學(xué)技術(shù)第11課物理學(xué)的重大發(fā)展第12課探索生命起源之迷第13課從蒸汽機(jī)到互聯(lián)網(wǎng)近代科學(xué)開端的標(biāo)志：

天文學(xué)革命近代科學(xué)正式形成的標(biāo)志：

經(jīng)典力學(xué)體系的建立近代科學(xué)：以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為根據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系和數(shù)學(xué)表述形式的科學(xué)【課程標(biāo)準(zhǔn)】

了解經(jīng)典力學(xué)的主要內(nèi)容，認(rèn)識(shí)其在近代自然科學(xué)理論發(fā)展中的歷史地位。知道相對(duì)論、量子論的主要內(nèi)容，認(rèn)識(shí)其意義。探究：他們分別是什么人？有什么貢獻(xiàn)？第11課物理學(xué)的重大進(jìn)展伽利略牛頓愛因斯坦普朗克第11課物理學(xué)的重大進(jìn)展一.經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立

1.近代科學(xué)產(chǎn)生的背景

2.伽利略——經(jīng)典力學(xué)的奠基者

3.牛頓創(chuàng)立經(jīng)典力學(xué)體系二.相對(duì)論的創(chuàng)立

1.背景：19世紀(jì)出現(xiàn)經(jīng)典力學(xué)無法解釋的新現(xiàn)象

2.提出：愛因斯坦狹義相對(duì)論和廣義相對(duì)論

3.歷史意義：對(duì)物理學(xué)對(duì)人類思想三.量子論的誕生與發(fā)展

1.背景：經(jīng)典力學(xué)無法解釋微觀的粒子運(yùn)動(dòng)

2.誕生：1900年普朗克提出量子假說

3.發(fā)展：愛因斯坦玻爾

4.意義：革命性進(jìn)步現(xiàn)代物理學(xué)基礎(chǔ)開闊視野——適用于宏觀物體低速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)——適用于宏觀宇宙高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)——適用于微觀世界的粒子運(yùn)動(dòng)一、經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立

1、近代自然科學(xué)產(chǎn)生的背景①資本主義工業(yè)和商品經(jīng)濟(jì)的發(fā)展為近代自然科學(xué)的產(chǎn)生奠定物質(zhì)基礎(chǔ)并成為主要?jiǎng)恿?。②新興的資產(chǎn)階級(jí)在經(jīng)濟(jì)上和政治上對(duì)自然科學(xué)的迫切需要③文藝復(fù)興、地理大發(fā)現(xiàn)和宗教改革的推動(dòng)④優(yōu)秀科學(xué)家的實(shí)踐和刻苦鉆研……公元前4世紀(jì)，亞里士多德創(chuàng)立了“地心說”。亞里士多德認(rèn)為，宇宙是一個(gè)有限的球體，分為天地兩層，地球位于宇宙中心，所以日月圍繞地球運(yùn)行，物體總是落向地面。是上帝推動(dòng)了恒星天層，才帶動(dòng)了所有的天層。人類居住的地球，巍然不動(dòng)地居于宇宙中心。托勒密：古希臘地理學(xué)家，天文學(xué)家，數(shù)學(xué)家。一生著述甚多，其中，《天文學(xué)大成》主要論述了他所創(chuàng)立的地心說。

文藝復(fù)興時(shí)期波蘭科學(xué)家哥白尼提出“日心說”，并寫成《天體運(yùn)行論》，否定亞里士多德的地心說，掀起天文學(xué)的革命，從根本上動(dòng)搖了宗教神學(xué)的理論基礎(chǔ)。布魯諾極力宣揚(yáng)“日心說”，受到教會(huì)的迫害，１６００年２月６日，宗教裁判所判處布魯諾火刑，布魯諾以輕蔑的態(tài)度聽完判決書后，正義凜然地說：“你們對(duì)我宣讀判詞，比我聽判詞還要感到恐懼”。行刑前，劊子手舉著火把問布魯諾：“你的末日已經(jīng)來臨，還有什么要說的嗎？”布魯諾滿懷信心莊嚴(yán)地宣布：“黑暗即將過去，黎明即將來臨，真理終將戰(zhàn)勝邪惡！”他最后高呼：“火，不能征服我，未來的世界會(huì)了解我，會(huì)知道我的價(jià)值?！保担矚q的布魯諾在熊熊烈火中英勇就義。他死后，教會(huì)甚至害怕人們搶走這位偉大思想家的骨灰來紀(jì)念他，匆匆忙忙把他的骨灰連同泥土一起拋撒在臺(tái)伯河中。二.經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立

1.伽利略——經(jīng)典力學(xué)的奠基者伽利略（1564—1642），偉大的意大利物理學(xué)家和天文學(xué)家，他開創(chuàng)了以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為根據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系和數(shù)學(xué)表述形式的近代科學(xué)，被譽(yù)為“近代科學(xué)之父”。他第一個(gè)把望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)天空進(jìn)行觀測，出版了《星空使者》一書。1632年，他出版了《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對(duì)話》，把哥白尼的學(xué)說推到了最終勝利的階段。2.伽利略——經(jīng)典力學(xué)的奠基者⑴貢獻(xiàn)：①創(chuàng)立科學(xué)的研究方法：實(shí)驗(yàn)和觀察。②物理學(xué)：實(shí)驗(yàn)證明力與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)自由落體定律，改變了亞里士多德以來有關(guān)運(yùn)動(dòng)的觀念③天文學(xué)：自制望遠(yuǎn)鏡觀察天體并取得大量成果的第一人，證明了哥白尼“日心說”的正確性。⑵重大意義：①開創(chuàng)了以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為根據(jù)并有嚴(yán)密邏輯體系的近代科學(xué)，標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端②為經(jīng)典力學(xué)的建立奠定了基礎(chǔ)。1610年，伽利略用望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)有4顆衛(wèi)星圍繞著木星轉(zhuǎn)。這一發(fā)現(xiàn)震動(dòng)了整個(gè)歐洲和全球科學(xué)界。伽利略是第一位利用望遠(yuǎn)鏡觀察天體的人。目前人類發(fā)現(xiàn)的16顆木星衛(wèi)星中，有４顆叫“伽利略衛(wèi)星”。

木星和它的伽利略衛(wèi)星

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“日心說”找到了有力證據(jù)。宗教法庭把他軟禁在家，不準(zhǔn)外出。８年多后，伽伽利略臨死前仍不屈服，堅(jiān)定地說：“地球確實(shí)在圍著太陽轉(zhuǎn)！”他的努力沒有白費(fèi)，越來越多的人開始探索星空和科學(xué)！人們爭相傳頌：“哥倫布發(fā)現(xiàn)了新大陸，伽利略發(fā)現(xiàn)了新宇宙”。

科學(xué)的真理不應(yīng)在古代圣人的蒙著灰塵的書上去找，而應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)中和以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的理論中去找。

——伽利略“近代科學(xué)之父”伽俐略伽利略對(duì)亞里士多德力學(xué)觀的否定

亞里士多德的力學(xué)觀：必須有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動(dòng)，沒有力的作用，物體就會(huì)靜止。如：“推箱子”的例子

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。1590年，伽俐略在斜塔的頂層做自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，讓兩個(gè)重量相差10倍的鐵球，同時(shí)從塔頂落下，結(jié)果兩球同時(shí)著地，因而，雄辯地一舉推翻了束縛人們近2000年的希臘學(xué)者亞里士多德關(guān)于重量不同的物體，其下落的速度也不相同的“物體下落速度與重量成正比”的理論。伽俐略開創(chuàng)了實(shí)驗(yàn)物理的新時(shí)代，為經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立奠定基礎(chǔ)。伽利略的手稿伽利略的折射式望遠(yuǎn)鏡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。

1632年伽利略出版《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對(duì)話》。1633年，羅馬教皇召令他到羅馬受審，強(qiáng)迫他簽字“悔過”并判處終身監(jiān)禁。伽利略受審300年多后，即1983年，羅馬教皇為伽利略平反。牛頓（1643—1727）3.牛頓創(chuàng)立經(jīng)典力學(xué)體系英國偉大的科學(xué)家，在物理學(xué)、數(shù)學(xué)、天文學(xué)等方面都作出了卓越貢獻(xiàn)。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)。牛頓是生活在地球上的影響最大的科學(xué)家之一。生于伽利略逝世的那一天。牛頓少年時(shí)代即表現(xiàn)出手工制作精巧機(jī)械的才能。雖然他是個(gè)聰明伶俐的孩子，但并未引起他的老師們的注意。他在學(xué)校的成績不好，他體弱多病，性格靦腆。學(xué)習(xí)成績是班上倒數(shù)幾名，還經(jīng)常受頑皮學(xué)生的欺侮。直到有一次跟同學(xué)打架。據(jù)說那個(gè)男孩在牛頓的肚于上踹了一腳，于是牛頓把他狠狠地揍了一頓，并把他的鼻于摁在教堂的墻上蹭來蹭去。從此之后，牛頓便開始在班里嶄露頭角，尤其在制作模型上表現(xiàn)出心靈手巧。

成年時(shí)，母親令其退學(xué)，因?yàn)橄Ｍ麅鹤映蔀橐幻錾霓r(nóng)夫。十分幸運(yùn)的是他的主要天賦不滿足于他在農(nóng)業(yè)方面發(fā)揮。他被證明不是一個(gè)好農(nóng)夫，干活漫不經(jīng)心，而且脾氣急躁。于是他又被送回學(xué)校，18歲那年他進(jìn)入了劍橋大學(xué)，極快地通曉了當(dāng)時(shí)已知的自然與數(shù)學(xué)知識(shí)，之后轉(zhuǎn)入個(gè)人的專門研究。

牛頓故居位于英國伍爾索普這就是牛頓在

劍橋的蘋果樹牛頓家里的蘋果樹牛頓所處時(shí)代（17世紀(jì)中葉至18世紀(jì)初）的時(shí)代特征①經(jīng)濟(jì)上：資本主義發(fā)展到手工工場時(shí)期②政治上：資本主義制度在英國確立③思想上：啟蒙運(yùn)動(dòng)逐漸興起和發(fā)展④科技上：伽利略及前人研究的科技成果牛頓為什么會(huì)贏得掌聲不斷、鮮花無數(shù)？牛頓力學(xué)的奠基作：《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》特征注重實(shí)驗(yàn)數(shù)學(xué)化3.牛頓創(chuàng)立經(jīng)典力學(xué)體系內(nèi)容：創(chuàng)立標(biāo)志：1687年發(fā)表《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》提出了物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)三大定律和萬有引力定律等，形成了以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的以數(shù)學(xué)為表達(dá)形式的牛頓力學(xué)體系。意義:①對(duì)解釋和預(yù)見物理現(xiàn)象有決定性意義（發(fā)現(xiàn)了海王星、冥王星）②實(shí)現(xiàn)了自然科學(xué)的第一次理論性大綜合；標(biāo)志著近代科學(xué)的正式形成③牛頓力學(xué)和熱學(xué)引發(fā)了第一次技術(shù)革命，使人類進(jìn)入蒸汽時(shí)代④用數(shù)學(xué)方法精確描述宇宙運(yùn)行的自然法則，為法國啟蒙思想和唯物主義哲學(xué)奠定了科學(xué)基礎(chǔ)力學(xué)方面：提出物體運(yùn)動(dòng)的三大定律和萬有引力定律數(shù)學(xué)方面：發(fā)明了二項(xiàng)式定理；與萊布尼茲幾乎同時(shí)創(chuàng)立了微積分學(xué)。光學(xué)方面：發(fā)現(xiàn)了太陽光的光譜，1704年出版了《光學(xué)》一書，創(chuàng)立了光的“微粒說”。天文學(xué)領(lǐng)域：

1671年創(chuàng)制了反射望遠(yuǎn)鏡。知識(shí)拓展：牛頓的主要貢獻(xiàn)牛頓發(fā)明了第一架反射望遠(yuǎn)鏡牛頓力學(xué)剛剛問世時(shí)，曾受到不少人的懷疑和反對(duì)。牛頓力學(xué)是否是科學(xué)？只能由實(shí)踐來檢驗(yàn)。牛頓力學(xué)不斷被證實(shí)，歷史上最著名的有三件事。

第一件，用牛頓力學(xué)算出地球的形狀象只桔子。古希臘的亞里士多德認(rèn)為地球是個(gè)正球體，兩千年來人們對(duì)此深信不疑。牛頓卻根據(jù)他的力學(xué)，說地球是個(gè)扁球體，象只大桔子。此言一出，學(xué)界嘩然。地球那么大，牛頓又從不出遠(yuǎn)門，他憑什么說地球有點(diǎn)扁？可是法國科學(xué)家經(jīng)過三次實(shí)地測量，終于證實(shí)了牛頓的看法。用力學(xué)能算出地球的形狀，真是個(gè)奇跡。第二件，用牛頓力學(xué)算出了哈雷彗星的回歸周期。長期以來到，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)。哈雷1705年發(fā)表這個(gè)預(yù)言，當(dāng)時(shí)他已49歲，卻要預(yù)言53年以后的事，豈非聳人聽聞？可是1758年這顆彗星果然如期出現(xiàn)，并被命名為哈雷彗星。牛頓力學(xué)剝掉了彗星的神秘外衣，對(duì)它的運(yùn)行作出了科學(xué)預(yù)見，這又是一個(gè)奇跡。

第三件，用牛頓力學(xué)算出了一顆未知行星的位置。1781年天王星被發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家用牛頓力學(xué)計(jì)算它的軌道，可是計(jì)算結(jié)果總是同觀測紀(jì)錄不大相符。經(jīng)反復(fù)核算，觀測無誤。那問題是否出現(xiàn)在牛頓力學(xué)上面？法國的勒維列和英國的亞當(dāng)斯堅(jiān)信牛頓力學(xué)的正確，大膽猜想計(jì)算結(jié)果之所以不理想，是因?yàn)樘栂抵羞€有一顆未知的行星，我們沒有考慮到它對(duì)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和質(zhì)量。1848年9月23日，柏林天文臺(tái)臺(tái)長在收到勒維列來信的當(dāng)晚，用望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)勒維列所指出的位置，一下子就看到了一顆新的行星—海王星。勒維列無需觀測星空，就在筆尖上發(fā)現(xiàn)了新行星。牛頓力學(xué)又創(chuàng)造了新的奇跡。

有了牛頓力學(xué)，秀才不出門，能知地球事，能知天上事。牛頓力學(xué)創(chuàng)造的一次又一次奇跡，使科學(xué)享有崇高的威望。我不知道世人對(duì)我是怎樣看的，不過我只覺得自己像是一個(gè)在海濱玩耍的孩子，有幸拾到光滑美麗的石子，但真理的大海，我還沒有發(fā)現(xiàn)。我所以有這樣的成就，是因?yàn)槲艺驹诰奕藗兊募绨蛏系木壒?。牛頓名言“勝利者往往是從堅(jiān)持最后五分鐘的時(shí)間中得來成功?！薄澳闳粝氆@得知識(shí)，你該下苦功；你若想獲得食物，你該下苦功；你若想得到快樂，你也該下苦功。因?yàn)樾量嗍谦@得一切的定律。”

1727年3月20日，偉大的牛頓逝世，他被埋葬在威斯敏斯特教堂，在他的墓碑上鐫刻著：

讓人們歡呼這樣一位多么偉大的人類榮耀曾經(jīng)在世界上存在！經(jīng)典力學(xué)的適用范圍：

1.只適用于宏觀物體（宏觀世界）的運(yùn)動(dòng);2.只適用于低速運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)，是絕對(duì)的時(shí)空論危機(jī)與機(jī)遇：“晴空上漂浮著兩朵烏云”第一朵烏云：“以太”說破滅

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)家給光找了個(gè)傳播介質(zhì)—“以太”。他們假定整個(gè)宇宙空間都充滿了“以太”，“以太”是一種由非常小的彈性球組成的稀薄的、感覺不到的媒介。“以太”是光、電、磁的共同載體的概念為人們所普遍接受，形成了一門“以太學(xué)”。

地球以每秒30公里的速度繞太陽運(yùn)動(dòng)，就必須會(huì)遇到每秒30公里的“以太風(fēng)”迎面吹來，同時(shí)，它也必須對(duì)光的傳播產(chǎn)生影響。這個(gè)問題的產(chǎn)生，引起人們?nèi)ヌ接憽耙蕴L(fēng)”存在與否。1887年，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，不論地球運(yùn)動(dòng)的方向同光的射向一致或相反，測出的光速都相同，在地球同設(shè)想的“以太”之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。因而，根本找不到“以太”或“絕對(duì)靜止的空間”。無法解釋之例子一：夜空的金牛座上的“蟹狀星云”，是900多年前一次超新星爆發(fā)中拋出來的氣體殼層。

結(jié)論：在25年持續(xù)看到超新星爆發(fā)時(shí)發(fā)出的強(qiáng)光。史書記載：強(qiáng)光從出現(xiàn)到隱沒還不到兩年。矛盾L（距離）C+V（速度）

然而，科學(xué)總是向前發(fā)展的。20世紀(jì)初，在牛頓經(jīng)典物理學(xué)達(dá)到頂峰，形成一種權(quán)威的時(shí)候，科學(xué)上一系列無法解釋的現(xiàn)象越來越需要科學(xué)本身的發(fā)展來解決。1905年，愛因斯坦26歲，接連寫下4篇改變整個(gè)20世紀(jì)物理學(xué)面貌的論文：1、光的量子說（解釋光電效應(yīng)）2、布朗運(yùn)動(dòng)（證明分子的存在）3、狹義相對(duì)論（修正了牛頓力學(xué)）4、質(zhì)能互換律（E=mc2）1916年，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)：5、廣義相對(duì)論（取代了牛頓的萬有引力理論）1905

神奇的一年

二、相對(duì)論的創(chuàng)立

1.背景：（1）經(jīng)典力學(xué)體系建立在日常生活中常見的低速運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)之上，認(rèn)為時(shí)間和空間是絕對(duì)的，兩者是沒有任何直接聯(lián)系的。(2)19世紀(jì)科學(xué)得到了飛速發(fā)展，物理學(xué)研究深入到物質(zhì)內(nèi)部的微觀世界，另一方面擴(kuò)展到整個(gè)宇宙。物理學(xué)研究中遇到了一些經(jīng)典力學(xué)無法解釋的新問題。2.提出：

愛因斯坦提出“狹義相對(duì)論”和“廣義相對(duì)論”3.歷史意義：（1）對(duì)物理學(xué)：一次重大革命；相對(duì)論否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀，也發(fā)展了牛頓力學(xué)（2）對(duì)人類思想：相對(duì)論打破了絕對(duì)化的思維模式，為人們提供了辨證地看待世界的途徑2.愛因斯坦提出相對(duì)論愛因斯坦（1879-1955）德國偉大的物理學(xué)家。

1905年青年愛因斯坦發(fā)表《論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)》，提出狹義相對(duì)論，引發(fā)了20世紀(jì)物理學(xué)的一場革命。

1916年建立廣義相對(duì)論。

1933年因遭德國法西斯迫害前往美國，后入美國籍。愛因斯坦（1879-1955）廣義相對(duì)論則推廣到具有加速度的參照系中（非慣性系）。

認(rèn)為空間和時(shí)間的性質(zhì)不僅取決于物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)情況，也取決于物質(zhì)本身的分布狀態(tài)。狹義相對(duì)論討論的是勻速直線運(yùn)動(dòng)的參照系（慣性參照系）之間的物理定律。

認(rèn)為時(shí)間和空間隨著物質(zhì)運(yùn)動(dòng)速度的變化而變化，會(huì)發(fā)生尺縮效應(yīng)和鐘慢效應(yīng)；質(zhì)量會(huì)隨著物體運(yùn)動(dòng)速度增大而增大。相對(duì)論的主要內(nèi)容：愛因斯坦1905年提出的相對(duì)論，后來稱作狹義相對(duì)論，以光速永不改變、相對(duì)性原則來推論，得到“時(shí)間”會(huì)因速度快慢而改變的結(jié)論。相對(duì)論的例子：一卷錄音帶，如果在地面上播放需要一個(gè)小時(shí)；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(gè)小時(shí)。但是由地面上的人員，來測定在宇宙飛船中播放的時(shí)間呢？根據(jù)牛頓的理論，因?yàn)闀r(shí)間是絕對(duì)的，所以也是一小時(shí)；但是愛因斯坦的理論則認(rèn)為應(yīng)該是一個(gè)多小時(shí)，因?yàn)闀r(shí)間是相對(duì)的，在不同速度下測量時(shí)間，長度是不一樣的。什么是狹義相對(duì)論？什么是廣義相對(duì)論？廣義相對(duì)論是新的萬有引力概念

愛因斯坦闡述“萬有引力”的本質(zhì)是導(dǎo)因于物質(zhì)的分布而彎曲了鄰近的時(shí)間─空間幾何結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)出比牛頓萬有引力定律更精確的理論，得到彎曲的四維時(shí)空觀念，牛頓的萬有引力理論成了廣義相對(duì)論中的一個(gè)特例。廣義相對(duì)論的重要結(jié)論是，加速運(yùn)動(dòng)與引力場的運(yùn)動(dòng)是等價(jià)的，要區(qū)別是由慣性力或者引力所產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)是不可能的。對(duì)此，愛因斯坦作了一個(gè)的比喻。假想有一個(gè)人乘摩天樓的電梯自由降落，人不會(huì)感到自己在下降，因?yàn)檫@時(shí)電梯和人都依照重力加速度定律在下降，彷佛在電梯里不存在地球引力。相對(duì)論的比喻：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?！睈垡蛩固拐f：“這就是我的相對(duì)論內(nèi)容。”笑話：有一次，卓別林和愛因斯坦共同出席一次宴會(huì)，都受到了熱鬧的歡迎。卓別林說：大家歡迎我是因?yàn)樗麄兌寄芾斫馕?，大家歡迎你是因?yàn)樗麄兌疾焕斫饽恪Ｕf明了相對(duì)論深?yuàn)W難懂，而且有悖于人們的日常生活。相對(duì)論從一開始就受到包括一些科學(xué)家在內(nèi)的很多人的反對(duì)。1921年愛因斯坦獲得了諾貝爾獎(jiǎng)，當(dāng)時(shí)不少德國的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者威脅說，如果給相對(duì)論授獎(jiǎng)，他們就要退回已獲得的獎(jiǎng)?wù)?，結(jié)果評(píng)選委員會(huì)只好讓愛因斯坦作為光電效應(yīng)理論的建立者得獎(jiǎng)，相對(duì)論始終沒有獲得諾貝爾獎(jiǎng)。但相對(duì)論在物理學(xué)上卻非常合理且為實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。這件事對(duì)你有何啟示？不要被常識(shí)和日常經(jīng)驗(yàn)所蒙蔽，常識(shí)并不一定總是正確的。狹義相對(duì)論發(fā)表100周年，也許全世界只有幾十個(gè)人能完全理解他的真諦，但這并不能掩蓋相對(duì)論對(duì)人類生活的巨大改變。

作為思想家的愛因斯坦，他是窺見人間秘密的人；

作為科學(xué)家的愛因斯坦，他是窺見上帝秘密的人。很抱歉推翻了您的理論

愛因斯坦曾說道：“牛頓先生，很抱歉推翻了您的理論，不過您的成就是您那個(gè)時(shí)代一個(gè)人的智力和創(chuàng)造力所能達(dá)到的顛峰，您所創(chuàng)造的許多觀念直到今日都仍在引導(dǎo)我們的物理思維。雖然我們知道，當(dāng)我們對(duì)宇宙萬物有了更深入的了解以后，這些觀念將會(huì)被一些更抽象的新觀念所取代?！币苍S將來某一天，會(huì)有一位少不更事的科學(xué)家說道：“愛因斯坦先生，很抱歉推翻了您的理論，不過您的成就是您那個(gè)時(shí)代一個(gè)人的智力和創(chuàng)造力所能達(dá)到的顛峰……”

相對(duì)論打破了牛頓以來傳統(tǒng)的絕對(duì)時(shí)空觀，但并非全盤否定牛頓力學(xué)。牛頓力學(xué)反映的是宏觀物體低速運(yùn)動(dòng)的客觀規(guī)律，而狹義相對(duì)論反映的是物體高速運(yùn)動(dòng)的客觀規(guī)律，是對(duì)牛頓力學(xué)的繼承和發(fā)展。牛頓力學(xué)是相對(duì)論的一種特例（物體低速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)），包括在相對(duì)論體系中。相對(duì)論和經(jīng)典力學(xué)的關(guān)系愛因斯坦于20世紀(jì)初提出質(zhì)量能量公式E=MC2。這一質(zhì)能轉(zhuǎn)化原理揭示了原子內(nèi)部所蘊(yùn)藏的巨大能量的秘密，為原子能的利用奠定了理論基礎(chǔ)。愛因斯坦根據(jù)相對(duì)論的觀點(diǎn)提出質(zhì)能轉(zhuǎn)換理論后，曾致信美國總統(tǒng)羅斯福，建議美國研制原子彈，以便在二戰(zhàn)中盡快戰(zhàn)勝法西斯國家。45年8月美國先后在日本的廣島、長畸投下兩顆原子彈，加速了日本法西斯的投降，但對(duì)無辜平民的傷害也同樣令全世界震驚。愛因斯坦為此非常懊悔。從這件事中，我們能得到什么啟發(fā)？我們應(yīng)如何對(duì)待科學(xué)的發(fā)展？科學(xué)技術(shù)本身是一把雙刃劍。科技能造福人類，推動(dòng)生產(chǎn)力水平的提高，但如果運(yùn)用不當(dāng)，也能危害人類。當(dāng)原子彈真的從潘多拉魔盒里跳出來后，愛因斯坦陷入了巨大的后悔與痛苦之中，自認(rèn)一生最大錯(cuò)誤就是建議研制原子彈。他痛心地說，“早知如此，我寧可當(dāng)個(gè)修表匠！”愛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(qiáng)音。聽愛因斯坦的自責(zé)之聲，我們明白人類良知之寶貴.

關(guān)于愛因斯坦的小故事多得不勝枚舉，有此些是因?yàn)樗闹忍?，穿鑿附?huì)，以訛傳訛；有些則是真實(shí)的。無論是真是假，人們對(duì)一位偉大物理學(xué)家的崇拜是不會(huì)改變的?！窭缢┑囊m子左右腳常不同顏色；愛因斯坦的小故事●用手推車推孩子散步，竟會(huì)由于專心思考問題，而一不小心把孩子推到水溝里；●陪太太看電影時(shí)，卻在電影院里用手電筒看書；●

1952年，以色列共和國請(qǐng)愛因斯坦去擔(dān)任總統(tǒng)，因?yàn)橐陨卸际仟q太人，愛因斯坦是猶太人心目中的精神領(lǐng)袖，然而他沒有接受，覺得自己的個(gè)性并不適合處理行政。紅色——代表過去

藍(lán)色——代表未來

黃綠——表連結(jié)過去到未來2005世界物理年

對(duì)物理學(xué)家而言，這個(gè)標(biāo)識(shí)象征的是光錐；對(duì)一般大眾而言常被看成是沙漏，象征著愛因斯坦在時(shí)間相對(duì)性上淵博的見解及洞察力。

然而就是這樣一位光彩奪目的人物，愛因斯坦年幼時(shí)也未顯出智力超群，相反，到了四歲多還不會(huì)說話，家里人甚至擔(dān)心他是個(gè)低能兒。在整個(gè)中小學(xué)時(shí)代卻常常被斥為“生性孤僻、智力遲鈍”，“心不在焉，想入非非”。中學(xué)畢業(yè)前夕，校方甚至斷言他未來將“一事無成”，勒令他退了學(xué)。進(jìn)入大學(xué)后，他擅自“刷掉了”很多課程，只以“極大的興趣”去聽某些課和在家里自學(xué)。曾被數(shù)學(xué)教授稱為“懶狗”，曾因做實(shí)驗(yàn)出事故受到處分，還曾被物理教授認(rèn)為不適宜學(xué)物理而應(yīng)當(dāng)改行。他認(rèn)為：“學(xué)校的目的始終應(yīng)當(dāng)是：青年人在離開學(xué)校時(shí)，是作為一個(gè)和諧的人，而不是作為一個(gè)專家。”

為紀(jì)念愛因斯坦對(duì)物理學(xué)的貢獻(xiàn)，聯(lián)合國教科文組織特選定相對(duì)論發(fā)表100周年暨愛因斯坦逝世50周年的05年為世界物理年，許多國家更將2005年定為愛因斯坦年。并透過展示物理在經(jīng)濟(jì)技術(shù)文化等方面的重要作用，爭取公眾對(duì)物理學(xué)的理解與支持，期使物理學(xué)能在21世紀(jì)得到全新的發(fā)展。尋找本世紀(jì)愛因斯坦，再創(chuàng)科學(xué)奇跡

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。”愛因斯坦說1955年4月18日因主動(dòng)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)?，不立紀(jì)念碑。火化時(shí)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(yuǎn)對(duì)人保密的地方，為的是不使任何地方成為圣地。遺囑執(zhí)行者用歌德悼念席勒的詩結(jié)束了那樸素的葬禮：

我們?nèi)极@益不淺，

全世界都感謝他的教誨；

那專屬他個(gè)人的東西，

早已傳遍廣大人群。他像行將隕滅的彗星，

光華四射，

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(rèn)為如此偉大的大腦，應(yīng)該進(jìn)行研究，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。愛因斯坦能夠取得偉大成就有哪些條件?（1）科學(xué)發(fā)展提供的基礎(chǔ)；（2）科學(xué)發(fā)展需要提供動(dòng)力；（3）個(gè)人堅(jiān)持不懈勤奮追求真理的優(yōu)秀品質(zhì)；（4）科學(xué)的工作和研究方法。發(fā)散思維：對(duì)話19世紀(jì)經(jīng)典物理學(xué)達(dá)到巔峰狀態(tài)，在人們心目中，經(jīng)典物理學(xué)已經(jīng)達(dá)到近乎完美的程度。這時(shí)，年輕的普朗克和他的老師發(fā)生了一段對(duì)話：普朗克：“老師，我準(zhǔn)備把我的一生都獻(xiàn)給物理理論學(xué)！”老師：“年輕人，物理學(xué)是一門已經(jīng)完成了的學(xué)科，不會(huì)再有多大的發(fā)展，把一生都獻(xiàn)給這門學(xué)科，太可惜了。”普朗克生于德國基爾。1879年在慕尼黑大學(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)。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)。

普朗克（1858—1947）三、量子論的誕生與發(fā)展1.背景：電子和放射線的發(fā)現(xiàn)，打開了原子的大門微觀粒子的運(yùn)動(dòng)不能用經(jīng)典力學(xué)原理說明2、誕生：1900年德國普朗克提出量子假說。認(rèn)為輻射像物質(zhì)一樣，是由具有能量的基本單位量子來實(shí)現(xiàn)的，把能量不連續(xù)的概念帶入了物理學(xué)。這一假說宣告了量子論的誕生。3、發(fā)展：愛因斯坦利用量子理論成功解釋光電效應(yīng)玻爾提出了有關(guān)原子的量子理論

20世紀(jì)30年代，量子力學(xué)（研究微觀世界粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)）建立

三、量子論的誕生與發(fā)展1、背景：2、誕生：3、發(fā)展：4、影響：①使人類對(duì)微觀世界的認(rèn)識(shí)取得革命性的進(jìn)步，是20世紀(jì)最深刻、最有成就的科學(xué)理論之一②量子論與相對(duì)論共同構(gòu)成現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)，彌補(bǔ)了經(jīng)典力學(xué)在認(rèn)識(shí)微觀世界和宏觀世界方面的不足。③不僅推動(dòng)了物理學(xué)自身的發(fā)展，而且還開闊了人們的視野，改變了人們認(rèn)識(shí)世界的角度和方式。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)出兩個(gè)公式。但這兩個(gè)公式的計(jì)算結(jié)果總是與實(shí)驗(yàn)結(jié)果不相符合。1900年，為了解決熱輻射理論上的疑點(diǎn)，德國物理學(xué)家普朗克提出了量子假說：輻射像物質(zhì)一樣，是由具有能量的基本單位量子來實(shí)現(xiàn)的。量子力學(xué)的產(chǎn)生和相對(duì)論的產(chǎn)生有什么共同點(diǎn)？這說明了什么？共同點(diǎn)：從背景上看，19世紀(jì)末，物理學(xué)得到了極大的發(fā)展，物理學(xué)的研究一方面深入到物質(zhì)內(nèi)部的微觀世界，另一方面擴(kuò)展到整個(gè)宇宙。但是，一系列新的發(fā)現(xiàn)無法用經(jīng)典物理學(xué)解釋，這使得經(jīng)典物理學(xué)陷入了危機(jī)，面臨著挑戰(zhàn)。從產(chǎn)生過程看，第一，都是科學(xué)大師們敢于向權(quán)威挑戰(zhàn)，追求真理的結(jié)果。第二，都經(jīng)歷了一個(gè)產(chǎn)生發(fā)展完善的過程。說明：社會(huì)意識(shí)是一定的社會(huì)存在的反映；任何事物的產(chǎn)生和發(fā)展都要經(jīng)歷一個(gè)曲折的過程。

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)、晶體技術(shù)和激光技術(shù)等奠定了理論基礎(chǔ)。思考總結(jié)——

物理學(xué)的發(fā)展給了我們什么樣的啟示？敢于質(zhì)疑，勇于創(chuàng)新，實(shí)踐出真知.經(jīng)典力學(xué)小結(jié)：力學(xué)的進(jìn)展歷程——、量子力學(xué)相對(duì)論力學(xué)如果說文藝復(fù)興把神從人的精神領(lǐng)域驅(qū)逐出去，那么__