物理學(xué)的重大進(jìn)展

物理學(xué)的重大進(jìn)展第一頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期日導(dǎo)入新課第二頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期日第11課物理學(xué)的重大進(jìn)展第三頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期日古希臘科學(xué)家亞里士多德物理學(xué)的曲折發(fā)展“落體的速度與重量成正比”？第四頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期日一、經(jīng)典力學(xué)

1.近代自然科學(xué)革命發(fā)生的歷史條件（1）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)的迫切需求。（2）自然科學(xué)自身發(fā)展的需要。（3）文藝復(fù)興、地理大發(fā)現(xiàn)和宗教改革的推動(dòng)。（4）科學(xué)家勇于探索的精神。第五頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期日地心說(shuō)：中世紀(jì)時(shí)，基督教會(huì)宣揚(yáng)的宇宙觀是宇宙是一個(gè)封閉的大盒子或大帳篷，天是盒（篷）蓋，地是盒（篷）底，圣地耶路撒冷居盒（篷）底的中央，日月星辰懸掛在蓋上，此即所謂的“宇宙帳篷說(shuō)”。后來(lái)，亞里士多德和托勒密所提出的希臘宇宙體系逐漸深入人心，托馬斯·阿奎那將亞里士多德理論融入基督教神學(xué)之后，地心理論即獲得了正統(tǒng)地位。地球居宇宙中心的思想被賦予了宗教意義，人類及其居住的地球被置于上帝的懷抱之中，沐浴著上帝的光輝，并被圣恩所籠罩。上帝位處宇宙的最外層，推動(dòng)著宇宙的運(yùn)行，注視著人類的一舉一動(dòng)。第六頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期日提出太陽(yáng)中心學(xué)說(shuō)，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)。信奉“日心說(shuō)”的布魯諾被教會(huì)以火刑處死。哥白尼第七頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期日2.奠基——伽利略的貢獻(xiàn)伽利略（1564—1642），偉大的意大利物理學(xué)家和天文學(xué)家，自幼聰明好學(xué)，遇事好尋根問(wèn)底。從不迷信教會(huì)權(quán)威或盲從他人。他開(kāi)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(cè)，出版了《星空使者》一書(shū)。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(shuō)推到了最終勝利的階段。第八頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期日

1609年，伽利略創(chuàng)制了天文望遠(yuǎn)鏡。他觀測(cè)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)鏡伽利略的手稿第九頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期日（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)自由落體定律等。（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(shuō)”的正確性。貢獻(xiàn)第十頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期日伽利略受審第十一頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期日牛頓出生于英國(guó)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(zhǎng)期擔(dān)任英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)，他還擔(dān)任過(guò)英國(guó)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（1642—1727）3.創(chuàng)立——牛頓力學(xué)體系第十二頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期日1、在光學(xué)方面，牛頓發(fā)現(xiàn)了日光是由不同的顏色即不同波長(zhǎng)的光構(gòu)成的，奠定了光譜分析的基礎(chǔ)，制作了牛頓色盤。他在1704年出版了《光學(xué)》一書(shū)，創(chuàng)立了光的“微粒說(shuō)”。2、在熱學(xué)方面也有研究成果，確定了冷卻定律3、在數(shù)學(xué)方面，他與萊布尼茲幾乎同時(shí)創(chuàng)立了微積分學(xué)，同時(shí)，他還在前人研究基礎(chǔ)上，建立了二項(xiàng)式定理。4、在天文學(xué)領(lǐng)域，他在1671年創(chuàng)制了反射望遠(yuǎn)鏡，初步考察了行星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；他還解釋了潮汐現(xiàn)象，并預(yù)言地球不是正球體，并由此說(shuō)明了歲差現(xiàn)象。第十三頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期日2、顯著特征：3、意義：1、成就：提出物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)三大定律；萬(wàn)有引力定律代表作《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》注重實(shí)驗(yàn)、數(shù)學(xué)化形成了以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)、以數(shù)學(xué)為表達(dá)形式的經(jīng)典力學(xué)體系。慣性定律加速度的比例定律作用和反作用定律第十四頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期日二、相對(duì)論的創(chuàng)立

1.相對(duì)論提出的歷史背景（1）過(guò)去的物理學(xué)以牛頓理論為基礎(chǔ)，認(rèn)為時(shí)間和空間是絕對(duì)的，兩者是沒(méi)有任何直接聯(lián)系的。（2）19世紀(jì)隨著科學(xué)的飛速發(fā)展，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)高速運(yùn)動(dòng)的微觀粒子發(fā)生的現(xiàn)象，經(jīng)典力學(xué)無(wú)法解釋。2.創(chuàng)立：20C初，愛(ài)因斯坦第十五頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期日愛(ài)因斯坦（1879-1955）1905-1915年提出了相對(duì)論，發(fā)展了牛頓力學(xué)。第十六頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期日

愛(ài)因斯坦（1879—1955），1879年3月14日誕生在德國(guó)烏爾姆的一個(gè)猶太人家中。1894年舉家遷居意大利米蘭。1900年畢業(yè)于瑞士蘇黎世工業(yè)大學(xué)。1901年入瑞士國(guó)籍；1914年任柏林大學(xué)教授，1933年因受納粹迫害而移居美國(guó)，1940年入美國(guó)國(guó)籍，1955年4月18日逝世。愛(ài)因斯坦被認(rèn)為是最富于創(chuàng)造力的科學(xué)家，他不但創(chuàng)立了相對(duì)論，還提出了光量子的概念，得出了光電效應(yīng)的基本定律，并揭示了光的波粒二重性本質(zhì)，為量子力學(xué)的建立奠定了基礎(chǔ)。為此榮獲1921年度的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。同時(shí)，他還證明了熱的分子運(yùn)動(dòng)論，提出了測(cè)定分子大小的新方法。第十七頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期日成功的秘訣

一個(gè)愛(ài)說(shuō)廢話而不愛(ài)用功的青年，整天纏著大科學(xué)家愛(ài)因斯坦，要他公開(kāi)成功的秘訣。愛(ài)因斯坦厭煩了，便寫(xiě)了一

個(gè)公式給他：A＝x＋y＋z愛(ài)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(wèn)。“代表少說(shuō)廢話。”愛(ài)因斯坦說(shuō)第十八頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期日有高度社會(huì)責(zé)任感的人，通常是具有良心的智識(shí)者。讓我們輕輕地伸出我們的手，撫摸一下愛(ài)因斯坦的滾燙的良心：1939年8月2日，愛(ài)因斯坦出于對(duì)人類命運(yùn)的極大關(guān)注，寫(xiě)信給羅斯福總統(tǒng)建議美國(guó)務(wù)必?fù)屧诜ㄎ魉沟聡?guó)之前制造出原子彈；后來(lái)，當(dāng)原子彈真的從潘多拉魔盒里跳出來(lái)后，愛(ài)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(shuō)，“早知如此，我寧可當(dāng)個(gè)修表匠！”愛(ài)因斯坦就核武器問(wèn)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(tīng)愛(ài)因斯坦的自責(zé)之聲，我們明白人類良知之寶貴

請(qǐng)記住愛(ài)因斯坦的話吧：“沒(méi)有能獨(dú)立思考和獨(dú)立判斷的有創(chuàng)造性的個(gè)人，社會(huì)的向上發(fā)展是不可想象的?！钡谑彭?yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期日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(kāi)葬禮，不建墳?zāi)?，不立紀(jì)念碑?；鸹瘯r(shí)按照他的書(shū)面遺囑：免除所有花卉布置以及所有音樂(lè)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(shī)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(wú)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(ài)因斯坦的大腦保留了下來(lái)，并切成200片帶走。但至今沒(méi)有結(jié)論。

第二十頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期日3.相對(duì)論提出的歷史意義（1）相對(duì)論的提出是物理學(xué)領(lǐng)域的一次重大革命。（2）否定了經(jīng)典力學(xué)絕對(duì)時(shí)空觀，發(fā)展了牛頓力學(xué)。（3）推動(dòng)物理學(xué)發(fā)展到了新的高度。第二十一頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期日學(xué)思之窗想一想：應(yīng)怎樣評(píng)價(jià)牛頓和愛(ài)因斯坦的貢獻(xiàn)？2、愛(ài)因斯坦否定了牛頓以來(lái)經(jīng)典力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀，提出了相對(duì)論，是物理學(xué)領(lǐng)域的一次重大革命。愛(ài)因斯坦的相對(duì)論也發(fā)展了牛頓力學(xué)，將牛頓力學(xué)概括在相對(duì)論力學(xué)之中，推動(dòng)了物理學(xué)發(fā)展到一個(gè)新的高度。1、牛頓確立的萬(wàn)有引力定律運(yùn)動(dòng)三大定律，大大推動(dòng)了物理學(xué)的發(fā)展，牛頓力學(xué)研究的是宏觀世界。第二十二頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期日相對(duì)論和經(jīng)典力學(xué)有何關(guān)系？1、相對(duì)論否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀；2、相對(duì)論發(fā)展了牛頓力學(xué)，牛頓力學(xué)是相對(duì)論力學(xué)在低速狀態(tài)下的一個(gè)特例；3、牛頓力學(xué)是整個(gè)力學(xué)的基礎(chǔ)，牛頓所創(chuàng)造的概念，至今仍指導(dǎo)著人們的物理學(xué)思想。第二十三頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期日19世紀(jì)末，物理學(xué)界連續(xù)發(fā)生了三個(gè)重大事件，這就是X射線、放射性和電子的發(fā)現(xiàn)。這三大發(fā)現(xiàn)以實(shí)驗(yàn)事實(shí)使得原子不可分、不變化的傳統(tǒng)觀念發(fā)生了動(dòng)搖。物理學(xué)家們?cè)J(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(dòng)搖，這就是所謂的“物理學(xué)危機(jī)”。過(guò)去的物理學(xué)都以牛頓的理論為基礎(chǔ)，認(rèn)為時(shí)間和空間是絕對(duì)的，兩者是沒(méi)有任何直接聯(lián)系的。似乎宇宙間存在著一個(gè)永遠(yuǎn)走動(dòng)著的大鐘，在任何情況下，它的速率永遠(yuǎn)都是相同的，世界上的一切運(yùn)動(dòng)在時(shí)間上都以它為度量標(biāo)準(zhǔn)。第二十四頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期日

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?！睂?duì)話？老師的預(yù)言正確嗎？第二十五頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期日三、量子論的誕生與發(fā)展

1.量子論誕生的歷史背景（1）19c末20c初，電子和放射性的發(fā)現(xiàn)使人們對(duì)物質(zhì)的認(rèn)識(shí)深入到原子內(nèi)部。（2）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。第二十六頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期日2.量子論的誕生、發(fā)展和量子力學(xué)（1）誕生：

1900年，德國(guó)物理學(xué)家普朗克提出量子假說(shuō)，宣告量子論誕生。

（2）發(fā)展：①愛(ài)因斯坦利用量子理論成功解釋了光電效應(yīng)；②玻爾提出了有關(guān)原子的量子