現(xiàn)代科學(xué)革命

現(xiàn)代科學(xué)革命第1頁，共55頁，2023年，2月20日，星期六牛頓力學(xué)的創(chuàng)立人類科學(xué)時(shí)代開始的標(biāo)志是什么？第2頁，共55頁，2023年，2月20日，星期六牛頓力學(xué)經(jīng)典著作《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》第3頁，共55頁，2023年，2月20日，星期六導(dǎo)言

科學(xué)總是向前發(fā)展的，托勒密的地心說被哥白尼的日心說取代，這就是一種對權(quán)威的挑戰(zhàn)以及超越，而最終的目的是科學(xué)的進(jìn)步。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，也出現(xiàn)了對這種權(quán)威的挑戰(zhàn)——愛因斯坦提出的相對論和普朗克提出的量子論，而這個(gè)挑戰(zhàn)引起了物理學(xué)的一場革命，也促進(jìn)了科技和經(jīng)濟(jì)、社會的飛躍，促進(jìn)了人類認(rèn)識能力和思維模式的發(fā)展，也改變了人們的自然觀念。學(xué)習(xí)本課，你將了解相對論和量子論的主要內(nèi)容及其意義。第4頁，共55頁，2023年，2月20日，星期六一、現(xiàn)代科學(xué)革命的背景——經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī)（P106）1、17世紀(jì)牛頓創(chuàng)立的經(jīng)典力學(xué)發(fā)展完善，經(jīng)典物理學(xué)成為絕對權(quán)威2、19世紀(jì)末物理學(xué)的新發(fā)現(xiàn)，陷入危機(jī)，醞釀物理學(xué)革命第5頁，共55頁，2023年，2月20日，星期六二、現(xiàn)代科學(xué)革命的主要內(nèi)容（一）愛因斯坦與相對論

1.相對論的提出2.兩個(gè)基本原理3.意義（1）物理學(xué)領(lǐng)域最偉大的革命（2）解決經(jīng)典物理學(xué)危機(jī)，擴(kuò)展了物理學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域（3）打破了經(jīng)典物理學(xué)絕對化的思維，為人們提供了辯證地看待世界的途徑相對性原理和光速不變原理1905年狹義相對論《論動體的電動力學(xué)》1916年廣義相對論第6頁，共55頁，2023年，2月20日，星期六二、現(xiàn)代科學(xué)革命的主要內(nèi)容（一）愛因斯坦與相對論（二）量子理論中的微觀世界1、誕生：1900年普朗克量子假說2、發(fā)展：

(1）愛因斯坦,光的量子理論(2）玻爾,原子的量子理論(3）一門新的物理學(xué)分支量子力學(xué)建立起來3、意義：P108（1）20世紀(jì)最深刻、最有成就科學(xué)理論之一，人類對微觀世界的基本認(rèn)識有了革命性的進(jìn)步（2）量子力學(xué)對化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、考古學(xué)、古生物學(xué)和地質(zhì)學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響，帶來劃時(shí)代的技術(shù)創(chuàng)新。（3）這直接推動社會生產(chǎn)力發(fā)展，根本上改變?nèi)祟愇镔|(zhì)生活。第7頁，共55頁，2023年，2月20日，星期六三、現(xiàn)代物理學(xué)興起的意義1.量子理論和相對論構(gòu)成現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)。（兩大支柱）2.量子理論和相對論彌補(bǔ)了經(jīng)典物理學(xué)在宏觀世界和微觀的粒子世界面前的空缺，開闊了人們的視野，改變了人們看世界的角度和方式。3.量子理論和相對論不僅對物理科學(xué)本身，對自然科學(xué)，而且對整個(gè)人類的思維都產(chǎn)生了不可磨滅的影響。第8頁，共55頁，2023年，2月20日，星期六

相對論和量子理論出現(xiàn)，它們掀起了物理學(xué)革命，構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱第9頁，共55頁，2023年，2月20日，星期六課中思考：量子力學(xué)的產(chǎn)生和相對論的產(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：社會意識是一定的社會存在的反映；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。第10頁，共55頁，2023年，2月20日，星期六1、愛因斯坦是基于維護(hù)人類和平的熱忱而作出上述舉動，是正確的！2、啟發(fā)：科學(xué)技術(shù)本身是一把雙刃劍，能造福人類，推動生產(chǎn)力，但如運(yùn)用不當(dāng)，也能危害人類?？蒲谐踔耘c實(shí)際效果可能有偏差?？萍歼\(yùn)用于軍事可以以暴制暴3、態(tài)度：科技發(fā)展應(yīng)不受利益集團(tuán)左右。我們應(yīng)該理性對待科學(xué)，使之造福人類P109《解析與探究》第11頁，共55頁，2023年，2月20日，星期六高考鏈接DB1、（2009上海春季）法國數(shù)學(xué)家和天文學(xué)家拉普拉斯曾經(jīng)這樣說過：“不會產(chǎn)生兩個(gè)牛頓，因?yàn)橐l(fā)現(xiàn)的世界只有一個(gè)。”牛頓所發(fā)現(xiàn)的“世界”是指A.微積分B.反射望遠(yuǎn)鏡C.光的色散原理D.三大運(yùn)動定律2、（2007廣東單科）20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)中推動這一變化的是A.電的發(fā)明和利用B.量子論的提出和發(fā)展C.經(jīng)典力學(xué)的發(fā)展D.原子能在軍事上的應(yīng)用第12頁，共55頁，2023年，2月20日，星期六4、(2010·高考江蘇卷)“把能量的變化看成是跳躍式的進(jìn)行，成功地解釋了經(jīng)典理論無法解釋的某些現(xiàn)象，打破了經(jīng)典物理學(xué)中一切過程都是連續(xù)變化的觀念?！边@一理論的誕生主要由下列哪一問題引發(fā)(

)A．研究熱輻射 B．揭示時(shí)空本質(zhì)屬性C．解釋光電效應(yīng) D．預(yù)測未知行星方位A3、（2007海南單科）20世紀(jì)初，愛因斯坦相對論的提出是物理學(xué)的一場變革。它A.否定了經(jīng)典力學(xué)體系B.打破了絕對時(shí)空觀C.徹底解決了19世紀(jì)以來物理學(xué)面臨的危機(jī)D.標(biāo)志著對物質(zhì)世界的認(rèn)識開始進(jìn)入微觀粒子世界B第13頁，共55頁，2023年，2月20日，星期六5、（2011廣東文綜，22）1919年英國《泰晤士報(bào)》曾刊登標(biāo)題文章——“科學(xué)革命”，兩個(gè)副標(biāo)題是“宇宙新理論”“牛頓觀念的破產(chǎn)”。具有“科學(xué)革命”意義的理論是（）A.日心說B.量子說C.經(jīng)典力學(xué)D.相對論6、（2011全國課標(biāo)，35）哥白尼、牛頓和愛因斯坦被稱為近代以來最偉大的科學(xué)家，其理論的共同之處是（）A.得到了科學(xué)實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證B.改變了人類對自然世界的認(rèn)識C.推動了技術(shù)的重大突破D.科學(xué)地概括出物質(zhì)運(yùn)動的定律DB第14頁，共55頁，2023年，2月20日，星期六7、（2011江蘇單科，20）菲利普·費(fèi)爾南德茲-阿邁斯托在評價(jià)某科學(xué)家時(shí)指出：在他的宇宙里,"每一種現(xiàn)象都帶有欺騙性。物質(zhì)和能量可以相互轉(zhuǎn)換。雙胞胎以不同的速度衰老。平行線可以交叉。光線彎曲的徑跡其實(shí)纏繞宇宙"。這位科學(xué)家是（）A.伽利略B.達(dá)爾文C.牛頓D.愛因斯坦8、（2010天津文綜，11）20世紀(jì)初，提出光量子假說，解決經(jīng)典物理學(xué)無法解釋的光電效應(yīng)問題的科學(xué)家是（）A.普朗克B.麥克斯韋C.玻爾D.愛因斯坦DD第15頁，共55頁，2023年，2月20日，星期六能力提升愛因斯坦相對論與牛頓經(jīng)典力學(xué)的關(guān)系：部分否定：否定了牛頓絕對時(shí)空觀，提出時(shí)間和空間不是絕對不變的，是相對的。繼承發(fā)展：牛頓力學(xué)是相對論力學(xué)低速狀態(tài)時(shí)的一個(gè)特例。第16頁，共55頁，2023年，2月20日，星期六科學(xué)的革命背景：經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī)。以牛頓力學(xué)為代表的經(jīng)典物理學(xué)無法解釋世紀(jì)末以來的物理學(xué)新發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱相對論量子論內(nèi)容：相對性原理與和光速不變原理。時(shí)間、空間、運(yùn)動、質(zhì)量是相對的。意義：擴(kuò)展了物理學(xué)的研究空間和應(yīng)用領(lǐng)域（從日常范圍到宏觀宇宙空間）；開闊了人們的思維過程：普朗克的量子假說；玻爾提出原子的量子理論；愛因斯坦提出光電效應(yīng)。意義：對化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等多門學(xué)科產(chǎn)生重大影響，直接推動了生產(chǎn)力的發(fā)展，從根本上改變了人類的物質(zhì)生活小結(jié):第17頁，共55頁，2023年，2月20日，星期六選擇題練習(xí)第18頁，共55頁，2023年，2月20日，星期六2、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、法拉第演說計(jì)算D、愛因斯坦對時(shí)間、空間屬性的揭示1、現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)是：A、牛頓力學(xué)B、相對論C、量子假說D、量子理論、相對論第19頁，共55頁，2023年，2月20日，星期六3、愛因斯坦相對論的提出是物理學(xué)領(lǐng)域的一場重大革命，主要是因?yàn)椋孩俜穸私?jīng)典力學(xué)的絕對時(shí)空觀②揭示了時(shí)間、空間并非絕對不變的本質(zhì)屬性③打破了經(jīng)典力學(xué)體系的局限性④使人類對客觀世界的認(rèn)識開始從宏觀世界深入到微觀世界A、①②③B、②③④C、①③④D、①②④第20頁，共55頁，2023年，2月20日，星期六4、下列表述不正確的是：A、牛頓創(chuàng)立的經(jīng)典力學(xué)是經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)B、經(jīng)典物理學(xué)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(cuò)誤的D、量子理論使人類對微觀世界的基本認(rèn)識有了革命性的進(jìn)步第21頁，共55頁，2023年，2月20日，星期六5、打破了經(jīng)典物理學(xué)的絕對化思維，為人們提供了辨證地看待世界的途徑的成就是

A、相對論的提出 B、量子理論

C、量子假說 D、萬有引力定律6、19世紀(jì)末，以牛頓力學(xué)為基礎(chǔ)的經(jīng)典物理學(xué)出現(xiàn)危機(jī)的根本原因是Ａ、經(jīng)典物理學(xué)不夠完善Ｂ、經(jīng)典物理學(xué)自身的局限性Ｃ、物理學(xué)出現(xiàn)一系列新發(fā)現(xiàn)Ｄ、經(jīng)典物理學(xué)僅能解釋地球上的物理現(xiàn)象第22頁，共55頁，2023年，2月20日，星期六7、普朗克提出量子理論是為解決下列那一問題？A、熱輻射理論上的疑點(diǎn)B、天體物理學(xué)上的疑點(diǎn)C、熱力學(xué)上的疑點(diǎn)D、電磁學(xué)上的疑點(diǎn)8、“運(yùn)動的尺縮短”，“運(yùn)動的鐘變慢”的含義是A．運(yùn)動具有破壞性B．運(yùn)動回產(chǎn)生奇跡C．時(shí)間、空間隨著物質(zhì)的運(yùn)動而變化D．這是相對論的簡要概括說明第23頁，共55頁，2023年，2月20日，星期六8．詩人亞歷山大·波普贊頌道：“自然界和自然界的規(guī)律隱藏在黑暗中，上帝說，讓牛頓去吧，于是一切成為光明?！?9世紀(jì)末，科學(xué)家曾普遍認(rèn)為物理學(xué)的主要框架已經(jīng)一勞永逸地構(gòu)成了，以后需要做的就是把小數(shù)點(diǎn)后面的數(shù)字再推進(jìn)一位。這反映出()A．牛頓力學(xué)體系已經(jīng)解決了包括宏觀和微觀世界的一切問題B．牛頓力學(xué)體系被奉為物理學(xué)的圣經(jīng)，作為權(quán)威對科學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展產(chǎn)生阻礙作用C．經(jīng)典物理學(xué)到19世紀(jì)末已發(fā)展得比較完整，包括了研究宏觀物理和超高速物理學(xué)的各部門D．牛頓力學(xué)體系還沒有從神學(xué)中解放出來第24頁，共55頁，2023年，2月20日，星期六9．有一次，愛因斯坦與卓別林共同出席一個(gè)宴會，他們都受到了熱烈的歡迎。卓別林對愛因斯坦開玩笑說：“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?。”此語意指()A．絕大多數(shù)人盲目歡迎愛因斯坦B．相對論有悖于人們的日常經(jīng)驗(yàn)C．愛因斯坦的理論與人們?nèi)粘Ｉ顭o關(guān)D．偉大的科學(xué)家不如著名藝術(shù)家第25頁，共55頁，2023年，2月20日，星期六10．“這一發(fā)現(xiàn)成為20世紀(jì)物理學(xué)研究的基礎(chǔ)，從那個(gè)時(shí)候起幾乎完全決定了物理學(xué)的發(fā)展。要是沒有這一發(fā)現(xiàn)，那就不可能建立起分子、原子以及支配它們變化的能量過程的有用理論?！边@一“發(fā)現(xiàn)”指的是()

A．經(jīng)典力學(xué)B．進(jìn)化論

C．相對論 D．量子論11．1921年3月上海《時(shí)事新報(bào)》刊登了一篇駐德國作者的特約稿，評論“愛因斯坦的革命事業(yè)，比之昔日的德國路德之宗教革命，其影響還要重大，這位先生把舊科學(xué)的概念一齊推翻”材料中“舊科學(xué)的概念”是指()A．愛因斯坦的相對論 B．牛頓的經(jīng)典力學(xué)C．達(dá)爾文的生物進(jìn)化論 D．普朗克的量子理論第26頁，共55頁，2023年，2月20日，星期六趣味小故事：１９１１年的一天，在著名的布拉格大學(xué)校園里的一片草地上，一群大學(xué)生圍坐在一位年輕學(xué)者的身旁，正進(jìn)行著激烈的討論。“請您通俗地解釋一下，什么叫相對論？”一位學(xué)生微笑著向青年學(xué)者發(fā)問。年輕學(xué)者環(huán)視一下周圍的男女學(xué)生，微笑著答道：“如果你在一個(gè)漂亮的姑娘旁邊坐了兩個(gè)小時(shí)，就會覺得只過了１分鐘；而你若在一個(gè)火爐旁邊坐著，即使只坐１分鐘，也會感覺到已過了兩個(gè)小時(shí)。這就是相對論?！贝髮W(xué)生們先是一愣，接著便大笑起來。第27頁，共55頁，2023年，2月20日，星期六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)我們對宇宙萬物有了更深入的了解以后，這些觀念將會被一些更抽象的新觀念所取代。”也許將來某一天，會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……”第28頁，共55頁，2023年，2月20日，星期六名人傳記在整個(gè)中小學(xué)時(shí)代卻常常被斥為“生性孤僻、智力遲鈍”，“不守紀(jì)律、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)。16歲那年，他以同等學(xué)歷報(bào)考大學(xué)，盡管物理、數(shù)學(xué)成績很好，但由于需要死記硬背的科目考砸了鍋，只得名落孫山。第二年進(jìn)入大學(xué)后，他仍然不愿意強(qiáng)迫自己去適應(yīng)那種被動的、刻板的、純粹按部就班的學(xué)習(xí)生活，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)。和牛頓一樣，愛因斯坦年幼時(shí)也未顯出智力超群，相反，到了四歲多還不會說話，家里人甚至擔(dān)心他是個(gè)低能兒。第29頁，共55頁，2023年，2月20日，星期六在四年大學(xué)生活中，他仍然不是“好學(xué)生”：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。大學(xué)畢業(yè)時(shí)他卻因得不到教授們的賞識而遭到了“畢業(yè)即失業(yè)”的命運(yùn)。

年僅二十六歲愛因斯坦，幾次在中學(xué)里面求職，最后在一個(gè)瑞士專利局里面找到一個(gè)職位，他每個(gè)星期要在專利局工作大概要四十幾個(gè)小時(shí)。但盡管如此，這一年是他最輝煌的時(shí)期，因?yàn)樗龀隽硕兰o(jì)物理學(xué)史上最輝煌的幾項(xiàng)貢獻(xiàn)。

第30頁，共55頁，2023年，2月20日，星期六謝謝第31頁，共55頁，2023年，2月20日，星期六溫故知新：聯(lián)系P60。

牛頓是一位偉大的科學(xué)家。數(shù)學(xué)界，他總結(jié)出了微積分；在物理界，他總結(jié)出了萬有引力定律以及經(jīng)典力學(xué)運(yùn)動三定律；在光學(xué)方面，他最早發(fā)現(xiàn)了白光的組成，指出了色散的本質(zhì)。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！”第32頁，共55頁，2023年，2月20日，星期六牛頓力學(xué)剛剛問世時(shí)，曾受到不少人的懷疑和反對。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33頁，共55頁，2023年，2月20日，星期六第二件，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，對它的運(yùn)行作出了科學(xué)預(yù)見，這又是一個(gè)奇跡。第34頁，共55頁，2023年，2月20日，星期六

第三件，用牛頓力學(xué)算出了一顆未知行星的位置。（海王星）是因?yàn)樘栂抵羞€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和質(zhì)量。1848年9月23日，柏林天文臺臺長在收到勒維列來信的當(dāng)晚，用望遠(yuǎn)鏡對準(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。第35頁，共55頁，2023年，2月20日，星期六例子:1875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)“是一門高度發(fā)展的、幾乎是臻善臻美的科學(xué)”，現(xiàn)在這門科學(xué)“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個(gè)小氣泡，對它們可以去進(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程度。”17—19世紀(jì)牛頓經(jīng)典力學(xué)日趨完善、成熟第36頁，共55頁，2023年，2月20日，星期六危機(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?！耙蕴笔枪狻㈦?、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)”。

按照牛頓的經(jīng)典時(shí)空觀，宇宙中應(yīng)當(dāng)存在一種絕對靜止的媒質(zhì)“以太”，人無法感受它，但它能傳遞電、磁、力，光亦借助于它才能傳播。

第37頁，共55頁，2023年，2月20日，星期六地球以每秒30公里的速度繞太陽運(yùn)動，就必須會遇到每秒30公里的“以太風(fēng)”迎面吹來，同時(shí)，它也必須對光的傳播產(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”之間沒有相對運(yùn)動。因而，根本找不到“以太”或“絕對靜止的空間”。19C末以牛頓力學(xué)為基礎(chǔ)的經(jīng)典物理學(xué)陷入危機(jī)第38頁，共55頁，2023年，2月20日，星期六事情還要從19世紀(jì)下半葉說起，1870年在“鐵血宰相”俾斯麥的領(lǐng)導(dǎo)下，德國(普魯士)贏得了普法戰(zhàn)爭，從法國得到大量戰(zhàn)爭賠款，同時(shí)迫使法國割讓了阿爾薩斯和洛林兩個(gè)省。當(dāng)時(shí)的德國，急于從一個(gè)以農(nóng)業(yè)為主的“土豆王國”，變成一個(gè)工業(yè)化的“鋼鐵王國”。德國的魯爾區(qū)產(chǎn)煤，而緊靠魯爾區(qū)的阿爾薩斯和洛林有豐富的鐵礦，再加上大量的賠款，德國發(fā)展鋼鐵工業(yè)萬事具備，就只欠提高冶煉技術(shù)這個(gè)東風(fēng)了。煉鋼的關(guān)鍵是控制爐溫，數(shù)千度的爐溫，任何溫度計(jì)都會熔化。第二朵烏云：黑體輻射(熱輻射)困難。第39頁，共55頁，2023年，2月20日，星期六于是人們希望從鋼水的顏色來辨認(rèn)溫度，這就大大促進(jìn)了對黑體輻射(熱輻射)的研究。早已完成工業(yè)革命的英國，當(dāng)然也在改進(jìn)煉鋼技術(shù)，因此許多英國科學(xué)家和德國同行一樣，也致力于黑體輻射的研究。奇怪的是，無論怎么努力，構(gòu)造什么樣的輻射模型，理論算出的黑體輻射曲線都不能與實(shí)驗(yàn)曲線一致。不是在長波波段符合不好，就是在短波波段出現(xiàn)發(fā)散，即所謂“紫外光災(zāi)難”。這就是黑體輻射困難。第40頁，共55頁，2023年，2月20日，星期六2004年6月,聯(lián)合國第58次大會通過決議,確定2005年為“世界物理年”

（1）右圖是2005年“世界物理年”的徽標(biāo)。觀察這個(gè)徽標(biāo),提出一個(gè)問題,并寫在下面的橫線上.上海高考題例:為什么把2005年確定為世界物理年？

第41頁，共55頁，2023年，2月20日，星期六

為紀(jì)念愛因斯坦對物理學(xué)的貢獻(xiàn)，聯(lián)合國教科文組織特選定相對論發(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

第42頁，共55頁，2023年，2月20日，星期六紅色——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

對物理學(xué)家而言，這個(gè)標(biāo)識象征的是光錐；對一般大眾而言常被看成是沙漏，象征著愛因斯坦在時(shí)間相對性上淵博的見解及洞察力。第43頁，共55頁，2023年，2月20日，星期六1905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（證明分子的存在）3、狹義相對論（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)表了廣義相對論基礎(chǔ)，最具創(chuàng)見也是最偉大的貢獻(xiàn)：5、廣義相對論（取代了牛頓的萬有引力理論）1905

神奇的一年第44頁，共55頁，2023年，2月20日，星期六（人教）狹義相對論認(rèn)為,物體運(yùn)動時(shí),質(zhì)量會隨著物體運(yùn)動速度增大而增加,同時(shí),時(shí)間和空間也會隨著物質(zhì)的速度的變化而變化,即會發(fā)生尺縮效應(yīng)和鐘慢效應(yīng).

相對論的例子：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)間是相對的，在不同速度下測量時(shí)間，長度是不一樣的。(參考教材P107例子)什么是狹義相對論？第45頁，共55頁，2023年，2月20日，星期六什么是廣義相對論？廣義相對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