物理學(xué)的重大進(jìn)展

人們常說(shuō)，陽(yáng)光普照大地，其實(shí)在任何時(shí)刻陽(yáng)光只照亮半個(gè)地球，另半個(gè)地球卻沉寂在夜幕下的黑暗之中。在工業(yè)化之前漫長(zhǎng)的歲月里，人們過(guò)著“日出而作，日落而息”的樸素生活。那時(shí)候，燈火輝煌照耀如同白晝的繁華夜景，是不可想像的。是什么照亮了另半個(gè)地球?是電!電的應(yīng)用是物理學(xué)的重大發(fā)明之一，然而物理學(xué)對(duì)現(xiàn)代社會(huì)文明的貢獻(xiàn)遠(yuǎn)不止于電，今天環(huán)顧我們的四周，從衣食住行到工作、學(xué)習(xí)、娛樂(lè)，從生存到發(fā)展，無(wú)處不閃耀著物理學(xué)的光輝。

2004年6月10日，聯(lián)合國(guó)大會(huì)鼓掌通過(guò)決議，規(guī)定2005年為“世界物理年”，決議確認(rèn)：

·物理學(xué)是認(rèn)識(shí)自然界的基礎(chǔ)；

·物理學(xué)是當(dāng)今眾多技術(shù)發(fā)展的基石；

·物理教育為培養(yǎng)人的發(fā)展提供了必要的科學(xué)基礎(chǔ)。物理學(xué)的重大進(jìn)展（一）物理學(xué)的大廈一、近代科技誕生的歷史背景1、文化因素：文藝復(fù)興、地理大發(fā)現(xiàn)和宗教改革的推動(dòng)；2、經(jīng)濟(jì)因素：工場(chǎng)手工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展；3、優(yōu)秀科學(xué)家的研究成果與方法……

地理大發(fā)現(xiàn)所引起的觀(guān)念革命與它所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)后果一徉巨大，它大大突破了亞里士多德和托勒密的知識(shí)范圍，使歐洲的知識(shí)階層能從古典作家的絕對(duì)權(quán)威中解放出來(lái)，為近代科學(xué)革命提供了優(yōu)良的心理氛圍和精神動(dòng)力?！獏菄?guó)盛：《科學(xué)的歷程》2024/2/22汨羅一中吳丹4二、近代科技產(chǎn)生的三大要素1、質(zhì)疑與創(chuàng)造哥白尼

自然研究用來(lái)宣布其獨(dú)立.......的一個(gè)革命行動(dòng)，便是哥白尼那本不朽著作的出版.......從此自然科學(xué)從神學(xué)中解放出來(lái)........大踏步前進(jìn)。

——恩格斯2024/2/22汨羅一中吳丹52、實(shí)驗(yàn)精神伽利略近代物理學(xué)之父實(shí)驗(yàn)科學(xué)的鼻祖望遠(yuǎn)鏡2024/2/22汨羅一中吳丹63、捍衛(wèi)真理的美德

信奉“日心說(shuō)”的布魯諾被教會(huì)以火刑處死。生命誠(chéng)可貴，愛(ài)情價(jià)更高。若為真理顧，二者皆可拋。2024/2/22汨羅一中吳丹7（一）、物理學(xué)的大廈1、伽利略——物理學(xué)之父伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的科學(xué)推理方法，是人類(lèi)思想史上最偉大的成就之一，標(biāo)志著物理學(xué)的真正開(kāi)端。

——愛(ài)因斯坦（1）創(chuàng)立科學(xué)的研究方法：實(shí)驗(yàn)和觀(guān)察。（2）實(shí)驗(yàn)證明外力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，發(fā)現(xiàn)自由落體定律等。（3）自制望遠(yuǎn)鏡觀(guān)察天體，證明了哥白尼“日心說(shuō)”的正確性。成就開(kāi)創(chuàng)了以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為根據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系的近代科技，為經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立和發(fā)展奠基。意義第一個(gè)“蘋(píng)果”

——誘惑了夏娃，使人類(lèi)有了智慧之源第二個(gè)“蘋(píng)果”

——砸醒了牛頓，使人類(lèi)有了近代科學(xué)第三個(gè)“蘋(píng)果”

——成就了喬布斯，使人類(lèi)有了精彩生活“三個(gè)蘋(píng)果”改變了世界2024/2/22汨羅一中吳丹8

萬(wàn)有引力定律任何物體都有吸引力，兩個(gè)物體之間吸引力的大小，與它們的質(zhì)量的乘積成正比，而與它們中心之間的距離的平方成反比，并作用于兩個(gè)物體的連線(xiàn)方向上。牛頓力學(xué)的物體運(yùn)動(dòng)三大定律牛頓第一定律（慣性定律）：每個(gè)物體繼續(xù)保持其靜止或沿一直線(xiàn)作等速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，除非有力加于其上迫使它改變這種狀態(tài)。牛頓第二定律（加速度定律）：運(yùn)動(dòng)的改變和所加的動(dòng)力成正比，并且發(fā)生在所加力的那個(gè)直線(xiàn)方向上。牛頓第三定律（作用力與反作用力定律）：每一個(gè)作用總有一個(gè)相等的反作用和它相對(duì)抗2、牛頓及其創(chuàng)立的經(jīng)典力學(xué)體系2、牛頓及其創(chuàng)立的經(jīng)典力學(xué)體系看視頻回答兩個(gè)問(wèn)題：1、近代科學(xué)形成的標(biāo)志是什么？2、牛頓經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立帶來(lái)了怎樣的影響？“大自然和它的規(guī)律/隱藏在黑暗之中/上帝說(shuō):讓牛頓去吧/一切便燦然明朗”。

——【英】波普

2024/2/22汨羅一中吳丹11“由于牛頓證明了地上的力學(xué)也能應(yīng)用于天上的星球，整個(gè)思想界不禁為之亢奮，人們不禁浮想聯(lián)翩：原來(lái)整個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜、撲朔迷離的自然界，不過(guò)是一個(gè)按某種法則運(yùn)轉(zhuǎn)的巨大的機(jī)械裝置，而其中并沒(méi)有上帝的地盤(pán)，于是傳統(tǒng)的宗教信仰被動(dòng)搖了?！薄R克垚主編《世界文明史》“如果全部自然界，一切行星，都要服從永恒的定律，而有一個(gè)小動(dòng)物，五尺來(lái)高，卻可以不把這些定律放在眼中，完全任意地為所欲為，那就太奇怪了?！?/p>

——伏爾泰

2024/2/22汨羅一中吳丹122024/2/22汨羅一中吳丹13（二）、晴空下的陰霾德國(guó)物理學(xué)家普朗克在慕尼黑大學(xué)求學(xué)時(shí)，曾向他的老師——物理學(xué)教授約里表示了決心獻(xiàn)身物理學(xué)事業(yè)的愿望。這位教授不以為然，他說(shuō)：“年輕人，為什么要斷送自己的前途呢？要知道，理論物理學(xué)已經(jīng)終結(jié)，微分方程已經(jīng)確立，它們的解法已經(jīng)制定，可供計(jì)算的只是個(gè)別的局部的情況?？墒牵炎约旱囊簧I(xiàn)給這一事業(yè)，值得嗎？問(wèn)題1：你知道約里教授為什么這么說(shuō)嗎？經(jīng)典力學(xué)一統(tǒng)天下2024/2/22汨羅一中吳丹14動(dòng)力學(xué)理論斷言，熱和光都是運(yùn)動(dòng)的方式。但現(xiàn)在這一理論的優(yōu)美性和明晰性卻被兩朵烏云遮蔽，黑得黯然失色了..........——開(kāi)爾文《在熱和光動(dòng)力理論上空的19世紀(jì)烏云》問(wèn)題2：兩朵烏云分別指的是什么？二、晴空下的陰霾2024/2/22汨羅一中吳丹151、第一朵烏云（極宏觀(guān)）萌發(fā)：放在高速的情況下，經(jīng)典物理學(xué)與數(shù)據(jù)不符解決：時(shí)間與空間的關(guān)系人物：愛(ài)因斯坦理論：相對(duì)論2、第二朵烏云（極微觀(guān)）萌發(fā)：粒子運(yùn)動(dòng)不符合經(jīng)典力學(xué)解決：量子跳躍人物：普朗克理論：量子理論（三）、物理學(xué)的革命材料：“在未來(lái)的某一時(shí)間，有一對(duì)20歲的孿生兄弟，弟弟乘宇宙飛船以29萬(wàn)千米/秒的速度飛行，哥哥留在地球上。50年后，哥哥已經(jīng)是白發(fā)蒼蒼的老人，他去迎接回到地球的弟弟，卻發(fā)現(xiàn)弟弟還是一個(gè)30多歲的年輕人！原來(lái)，對(duì)于乘坐光速飛船的弟弟來(lái)講，才剛剛過(guò)了十幾年?！彪m然這違背了所有的經(jīng)驗(yàn)常識(shí)。但是實(shí)驗(yàn)卻證實(shí)了這個(gè)理論。問(wèn)題：材料中的故事說(shuō)明了什么理論？

設(shè)AB兩地各發(fā)生了一個(gè)事件(比如發(fā)生了一次閃光)，在A(yíng)B的中點(diǎn)C處的觀(guān)察者，從AB兩地發(fā)來(lái)的光信號(hào)同時(shí)到達(dá)這一點(diǎn)，推測(cè)兩事件是同時(shí)發(fā)生的，按定義，它也的確是同時(shí)發(fā)生的，地面上的每一位靜止的觀(guān)察者均會(huì)同意。但一個(gè)由A向B運(yùn)動(dòng)的觀(guān)察者卻不同意，因?yàn)橐彩窃贑點(diǎn)，他卻發(fā)現(xiàn)B點(diǎn)的閃光先于A(yíng)點(diǎn)到達(dá)，按定義，B事件先于A(yíng)事件，它們是不同時(shí)的。——吳國(guó)盛：《科學(xué)的歷程》2024/2/22汨羅一中吳丹17名稱(chēng)時(shí)間內(nèi)容狹義相對(duì)論1905年《論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)》反映的是物體高速運(yùn)動(dòng)的客觀(guān)規(guī)律。認(rèn)為，“時(shí)間和空間都與物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)有關(guān)，隨著物質(zhì)運(yùn)動(dòng)速度的變化而變化?！睆V義相對(duì)論1916年第一次闡述了四維時(shí)空和物質(zhì)的分布相聯(lián)系的思想。

認(rèn)為，“物質(zhì)存在的現(xiàn)實(shí)空間不是平坦的，而是彎曲的，空間的結(jié)構(gòu)取決于物質(zhì)的質(zhì)量及其分布情況，空間彎曲的程度體現(xiàn)為引力場(chǎng)強(qiáng)度?？臻g、時(shí)間不是獨(dú)立的實(shí)在，它們是物質(zhì)存在的形式。”。愛(ài)因斯坦關(guān)于相對(duì)論的比喻。為了對(duì)這一深?yuàn)W的理論做通俗的說(shuō)明，愛(ài)因斯坦曾經(jīng)風(fēng)趣地對(duì)一名男青年說(shuō)：“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(shuō)愛(ài)，那么，同樣的時(shí)間你覺(jué)得哪一個(gè)更長(zhǎng)？”男青年說(shuō)：“當(dāng)然坐在火爐上烤的時(shí)間覺(jué)得長(zhǎng)久。”這故事形象說(shuō)明了時(shí)間和空間相對(duì)性。2024/2/22汨羅一中吳丹182024/2/22汨羅一中吳丹19由于相對(duì)論的觀(guān)點(diǎn)與人們的日常經(jīng)驗(yàn)不太一致，甚至有著尖銳的沖突，相對(duì)論從一開(kāi)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(ài)因斯坦獲得了諾貝爾獎(jiǎng)，當(dāng)時(shí)不少德國(guó)的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者威脅說(shuō)，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(ài)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(méi)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)。問(wèn)題:這說(shuō)明了一個(gè)什么問(wèn)題?可以給我們什么啟發(fā)?2024/2/22汨羅一中吳丹20

這場(chǎng)革命遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了物理學(xué)的范疇，它對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)，對(duì)科學(xué)本性的認(rèn)識(shí)，對(duì)人自身的認(rèn)識(shí)，以及對(duì)宇宙、人、科學(xué)之間關(guān)系的認(rèn)識(shí)。

——王鴻生《世界科學(xué)技術(shù)史》相對(duì)論的建立是人類(lèi)認(rèn)識(shí)史上的一大革命.......它的意義不僅在于豐富了我們的科學(xué)知識(shí)，由于它打破了牛頓絕對(duì)時(shí)空觀(guān)的長(zhǎng)期束縛，對(duì)于人類(lèi)認(rèn)識(shí)思想和哲學(xué)的發(fā)展也起到了推動(dòng)作用。

——?jiǎng)⒑闈妒澜缈萍嘉幕贰?/p>

問(wèn)題：一個(gè)全新的相對(duì)論的提出，又會(huì)給人類(lèi)帶來(lái)怎樣的影響？

愛(ài)因斯坦說(shuō)，在牛頓時(shí)代，牛頓的道路是一位具有最高思維能力和創(chuàng)造力的人所能發(fā)現(xiàn)的唯一道路；牛頓所創(chuàng)造的概念，至今仍然指導(dǎo)著我們的物理學(xué)思想。請(qǐng)回答：有人認(rèn)為相對(duì)論出現(xiàn)后，牛頓在歷史上的光輝完全被抹掉，愛(ài)因斯坦相對(duì)論是對(duì)牛頓力學(xué)的否定，對(duì)嗎？愛(ài)因斯坦的相對(duì)論只否定了牛頓的絕對(duì)時(shí)空觀(guān)，沒(méi)有否定整個(gè)牛頓經(jīng)典力學(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。相對(duì)論發(fā)展了牛頓力學(xué)。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)著我們的物理學(xué)思想。

量子力學(xué)在許多方面徹底否定了二百多年來(lái)，人類(lèi)借以安身立命并且極其自傲的科學(xué)哲學(xué)。量子力學(xué)背后所隱隱顯露的哲學(xué)理念，和人類(lèi)費(fèi)盡唇舌、吃盡辛苦，甚至流血流汗，從中古時(shí)代宗教獨(dú)霸的思想桎梏中奮斗掙扎，好不容易才建立的，以古典物理為基礎(chǔ)的哲學(xué)思想及宇宙觀(guān)，是如此之不同，遂使物理學(xué)家們不知何去何從?！獜埩⒌拢骸懂?dāng)哲學(xué)遇上近代物理學(xué)》2024/2/22汨羅一中吳丹22普朗克（1858—1947）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。普朗克家是德國(guó)人所具有的最好品質(zhì)的范例：誠(chéng)懇，忠于職守，他的業(yè)余愛(ài)好是音樂(lè)，在這方面表現(xiàn)了專(zhuān)業(yè)藝術(shù)才干；另一項(xiàng)業(yè)余愛(ài)好是他一直堅(jiān)持到晚年的登山運(yùn)動(dòng)。20世紀(jì)初，提出量子假說(shuō)，解決經(jīng)典物理學(xué)無(wú)法解釋的光電效應(yīng)問(wèn)題的科學(xué)家的是（）A普朗克B麥克思韋C波爾D愛(ài)因斯坦量子論給我們的生活帶來(lái)了哪些影響？太陽(yáng)能電池液晶電視筆記本電腦無(wú)線(xiàn)數(shù)碼家庭報(bào)警器2024/2/22汨羅一中吳丹24成功=努力工作+懂得休息+少說(shuō)廢話(huà)誰(shuí)企圖在真理和認(rèn)識(shí)的領(lǐng)域內(nèi)要人們認(rèn)為他是不可動(dòng)搖的權(quán)威，那他就要在上帝的哈哈大笑中垮臺(tái)。