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1、单元线索单元线索 物理学领域的重大进展；物理学领域的重大进展；生物学关于人类生命的起源生物学关于人类生命的起源 三次科技革命的成果及对社会发三次科技革命的成果及对社会发 展的影响。展的影响。第四单元第四单元近代以来世界的科学发展历程近代以来世界的科学发展历程第四单元第四单元 近代以来世界的科学发展历程近代以来世界的科学发展历程科学勃兴科学勃兴 进展辉煌进展辉煌转化生产转化生产 科技革命科技革命文艺复兴文艺复兴 思想解放思想解放经典力学、经典力学、相对论和量子论；相对论和量子论；进化论进化论三次科技三次科技革命革命科科技技历历程程探究：他们分别是什么人？有什么贡献？探究：他们分别是什么人？有什么
2、贡献？第第1111课课 物理学的重大进展物理学的重大进展伽利略伽利略 牛顿牛顿 爱因斯坦爱因斯坦 普朗克普朗克课程标准：了解经典力学的主要课程标准：了解经典力学的主要内容，相识其在近代自然科学理内容，相识其在近代自然科学理论发展中的历史地位。论发展中的历史地位。伽利略伽利略 牛顿牛顿 爱因斯坦爱因斯坦 普朗克普朗克经典力学的奠基和建立经典力学的奠基和建立 伽利略和牛顿伽利略和牛顿(17(17世纪世纪)从经典力学到相对论从经典力学到相对论 爱因斯坦爱因斯坦(19(19世纪末到世纪末到2020世纪初世纪初)量子论的诞生和发展量子论的诞生和发展 普朗克普朗克(19(19世纪末到世纪末到2020世纪初
3、世纪初)怀怀 疑疑 中世纪的神学世界观及中世纪的神学世界观及其对人们思想相识的束缚其对人们思想相识的束缚探究：探究：1 1、经典力学体系建立的历史背景是什么？经典力学体系建立的历史背景是什么？（近代自然科学形成的背景（近代自然科学形成的背景/为什么会怀疑）为什么会怀疑）思想条件：思想条件：经济条件：经济条件：主观条件：主观条件：文艺复兴的推动文艺复兴的推动资本主义的发展资本主义的发展科学家的探究科学家的探究一、近代物理学一、近代物理学经典力学经典力学古希腊科学家古希腊科学家亚里士多德亚里士多德“落体的速度与落体的速度与重量成正比重量成正比”“物体从来都是静物体从来都是静止的，除非你用力止的，除
4、非你用力推它才起先运动推它才起先运动”中世纪时，基督中世纪时，基督教会宣扬的宇宙教会宣扬的宇宙观是宇宙是一个观是宇宙是一个封闭的大盒子或封闭的大盒子或大帐篷。后来，大帐篷。后来，亚里士多德和托亚里士多德和托勒密所提出的希勒密所提出的希腊宇宙体系渐渐腊宇宙体系渐渐深化人心，托马深化人心，托马斯斯阿奎那将亚阿奎那将亚里士多德理论融入基督教神学之后，地心理论即里士多德理论融入基督教神学之后，地心理论即获得了正统地位。地球居宇宙中心的思想被赐予获得了正统地位。地球居宇宙中心的思想被赐予了宗教意义。上帝位处宇宙的最外层，推动着宇了宗教意义。上帝位处宇宙的最外层，推动着宇宙的运行，凝视着人类的一举一动。宙
5、的运行，凝视着人类的一举一动。哥白尼哥白尼(14731543)(14731543)提出提出“太阳中心说太阳中心说”(1513(1513年年)沉重地打击了教会的宇宙观。从沉重地打击了教会的宇宙观。从根本上动摇了宗教神学的理论基础。根本上动摇了宗教神学的理论基础。地心说地心说日心说日心说信奉并宣扬日心说和宇宙观的布鲁诺信奉并宣扬日心说和宇宙观的布鲁诺(1548-1600)(1548-1600)被教会以火刑处死。被教会以火刑处死。开普勒开普勒(1571(15711630)1630)德国天文学家开普勒发觉了行星运动的三德国天文学家开普勒发觉了行星运动的三大定律即：行星沿椭圆形轨道绕太阳运行大定律即：行
6、星沿椭圆形轨道绕太阳运行(1609(1609年年)。为哥白尼的日心说供应了最为哥白尼的日心说供应了最牢靠的证据。牢靠的证据。16091609年，年，伽利略伽利略创制了天文望远镜。他创制了天文望远镜。他观测到月球表面凹凸不平，并绘制了第观测到月球表面凹凸不平，并绘制了第一幅月面图。一幅月面图。伽伽利利略略的的折折射射式式望望远远镜镜伽伽利利略略绘绘制制的的月月面面图图 近代自然科学是以天文学的革命为开近代自然科学是以天文学的革命为开端的。端的。哥白尼：太阳中心说哥白尼：太阳中心说(1513(1513年年)布鲁诺布鲁诺(1548-1600)(1548-1600)：信奉太阳中心：信奉太阳中心 开普勒
7、：行星沿椭圆形轨道绕太阳运开普勒：行星沿椭圆形轨道绕太阳运行行(1609(1609年年)伽利略：自制天文望远镜进行天文视伽利略：自制天文望远镜进行天文视察察(“(“哥伦布发觉了新大陆，伽利略发觉哥伦布发觉了新大陆，伽利略发觉了新宇宙了新宇宙”)(1609”)(1609年年)文艺复兴；资义发展文艺复兴；资义发展科学领域科学领域伽利略（伽利略（1564156416421642），宏大的意大），宏大的意大利物理学家和天文学利物理学家和天文学家，他开创了以试验家，他开创了以试验事实为依据并具有严事实为依据并具有严密逻辑体系的近代科密逻辑体系的近代科学，被誉为学，被誉为“近代科近代科学之父学之父”。他第
8、一个。他第一个把望远镜对准天空进把望远镜对准天空进行观测。行观测。16321632年，他年，他出版了关于托勒密出版了关于托勒密和哥白尼两大世界体和哥白尼两大世界体系的对话，把哥白系的对话，把哥白尼的学说推到了最终尼的学说推到了最终成功的阶段。成功的阶段。经典力学的经典力学的奠基者奠基者伽利略伽利略木木星星和和它它的的伽伽利利略略卫卫星星 1610 1610年，伽利略用望远年，伽利略用望远镜发觉有镜发觉有4 4颗卫星围围着木颗卫星围围着木星转。这一发觉振动了整个星转。这一发觉振动了整个欧洲和全球科学界。欧洲和全球科学界。伽利略是第一位利用望伽利略是第一位利用望远镜视察天体的人。目前人远镜视察天体
9、的人。目前人类发觉的类发觉的1616颗木星卫星中，颗木星卫星中，有颗叫有颗叫“伽利略卫星伽利略卫星”。他又发觉太阳上有黑子，月球上有山脉，他又发觉太阳上有黑子，月球上有山脉，为哥白尼的地球围着太阳公转的为哥白尼的地球围着太阳公转的“日心说日心说”找找到了有力证据。宗教法庭把他软禁在家，不准到了有力证据。宗教法庭把他软禁在家，不准外出。年多后，伽利略临死前仍不屈服，坚外出。年多后，伽利略临死前仍不屈服，坚决地说：决地说：“地球的确在围着太阳转！地球的确在围着太阳转！”“两个铁球同时落地！两个铁球同时落地！”15901590年，伽俐略在斜塔的顶年，伽俐略在斜塔的顶层做自由落体运动试验，让层做自由落
10、体运动试验，让两个重量相差两个重量相差1010倍的铁球，倍的铁球，同时从塔顶落下，结果两球同时从塔顶落下，结果两球同时着地，因而，雄辩地一同时着地，因而，雄辩地一举推翻了束缚人们近举推翻了束缚人们近20002000年年的希腊学者亚里士多德关于的希腊学者亚里士多德关于重量不同的物体，其下落的重量不同的物体，其下落的速度也不相同的速度也不相同的“物体下落物体下落速度与重量成正比速度与重量成正比”的理论。的理论。伽俐略开创了试验物理的新伽俐略开创了试验物理的新时代，为经典力学的创立奠时代，为经典力学的创立奠定基础。定基础。接受的方法：接受的方法：通过视察和试验通过视察和试验 探究：结合教材学问和以上
11、材料思索：视察探究：结合教材学问和以上材料思索：视察和试验的科学探究方式还为伽利略带来了什么和试验的科学探究方式还为伽利略带来了什么学术成就？它对人类产生了什么影响？学术成就？它对人类产生了什么影响？物理学：发觉自由落体定律。物理学：发觉自由落体定律。天文学：利用望远镜视察天体并取得大天文学：利用望远镜视察天体并取得大 量成果的第一人。证明白哥白量成果的第一人。证明白哥白 尼尼“日心说日心说”的正确性。的正确性。影响：开创了以试验事实为依据并具有影响：开创了以试验事实为依据并具有 严密逻辑体系的近代科学，为经严密逻辑体系的近代科学，为经 典力学的创立和发展奠定了基础。典力学的创立和发展奠定了基
12、础。经典力学的经典力学的建立者建立者牛顿牛顿牛顿牛顿(16421727)(16421727)牛顿诞生于英国的林肯郡，牛顿诞生于英国的林肯郡，16651665年毕业于著名的剑桥年毕业于著名的剑桥高校，获得学士学位。三高校，获得学士学位。三年后又获得文学硕士学位。年后又获得文学硕士学位。牛顿曾经长期担当英国皇牛顿曾经长期担当英国皇家学会会长，他还担当过家学会会长，他还担当过英国议会议员，授予爵士英国议会议员，授予爵士称号。称号。17271727年，他病逝被年，他病逝被安葬于威斯敏斯特教堂。安葬于威斯敏斯特教堂。牛顿有哪些重要贡献？牛顿有哪些重要贡献？其中最重要的是什么？其中最重要的是什么？数学：二
13、项式定理，微积分数学：二项式定理，微积分光学：发觉太阳光的光谱，微粒说光学：发觉太阳光的光谱，微粒说天文学：独创反射式望远镜等天文学：独创反射式望远镜等力学：自然哲学的数学原理力学：自然哲学的数学原理 物体运动三大定律；万有引力定律物体运动三大定律；万有引力定律 形成经典力学体系形成经典力学体系 第一件，用牛顿力学算出地第一件，用牛顿力学算出地球的形态象只桔子。古希腊的球的形态象只桔子。古希腊的亚里士多德认为地球是个正球亚里士多德认为地球是个正球体，两千年来人们对此深信不体，两千年来人们对此深信不疑。牛顿却依据他的力学，说疑。牛顿却依据他的力学，说地球是个扁球体，象只大桔子地球是个扁球体，象只
14、大桔子。此言一出，学界哗然。地球。此言一出，学界哗然。地球那么大，牛顿又从不出远门，那么大，牛顿又从不出远门，他凭什么说地球有点扁？可是他凭什么说地球有点扁？可是法国科学家经过三次实地测量法国科学家经过三次实地测量，最终证明白牛顿的看法。用，最终证明白牛顿的看法。用力学能算出地球的形态，真是力学能算出地球的形态，真是个奇迹。个奇迹。历史上证明牛顿历史上证明牛顿力学的三件事力学的三件事其次件，用牛顿力学算出了哈雷彗星回来周期其次件，用牛顿力学算出了哈雷彗星回来周期长期以来到，人们始终认为彗星是奇妙的，根长期以来到，人们始终认为彗星是奇妙的，根本不能用科学来说明。牛顿说，既然彗星也是本不能用科学来
15、说明。牛顿说，既然彗星也是天体，就必定遵循力学规律。他的好友哈雷用天体，就必定遵循力学规律。他的好友哈雷用牛顿力学算出了牛顿力学算出了16821682年出现的彗星的轨道，指年出现的彗星的轨道，指出它的回来周期是出它的回来周期是75767576年，由此预言它将在年，由此预言它将在17581758年再次出现。哈雷年再次出现。哈雷17051705年发表这个预言，年发表这个预言，当时他已当时他已4949岁，却要预言岁，却要预言5353年以后的事，岂非年以后的事，岂非骇人听闻？可是骇人听闻？可是17581758年这颗彗星果真如期出现，年这颗彗星果真如期出现，并被命名为哈雷彗星。并被命名为哈雷彗星。178
16、1 1781年天王星被年天王星被发觉，科学家用牛发觉，科学家用牛顿力学计算它的轨顿力学计算它的轨道，可是计算结果道，可是计算结果总是同观测纪录不总是同观测纪录不大相符。经反复核大相符。经反复核算，观测无误。那算，观测无误。那问题是否出现在牛问题是否出现在牛顿力学上面？顿力学上面？科学家大胆猜想计算结果之所以不志向，是因为太阳系科学家大胆猜想计算结果之所以不志向，是因为太阳系中还有一颗未知的行星，我们没有考虑到它对天王星的中还有一颗未知的行星，我们没有考虑到它对天王星的引力作用。他们用牛顿力学算出了这颗未知行星的位置引力作用。他们用牛顿力学算出了这颗未知行星的位置和质量。和质量。18481848
17、年年9 9月月2323日，柏林天文台台长用望远镜对准日，柏林天文台台长用望远镜对准那个位置，一下子就看到了一颗新的行星那个位置，一下子就看到了一颗新的行星海王星。海王星。第三件：第三件：用牛顿力学算出了一颗未用牛顿力学算出了一颗未知行星的位置知行星的位置（2）建立建立牛顿牛顿 B、建立起以试验为基础以数学为表达形式、建立起以试验为基础以数学为表达形式（特点）的牛顿力学体系，即经典力学体系。（特点）的牛顿力学体系，即经典力学体系。A、1687年，出版年，出版自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理，提出提出运动三大定律和万有引力定律运动三大定律和万有引力定律。站在巨人站在巨人的肩膀上的肩膀上探究探究
18、 2、成就：经典力学体系的、成就：经典力学体系的建立建立科学探讨领域的成就：科学探讨领域的成就：物体运动物体运动+天体运动天体运动一、近代物理学一、近代物理学经典力学经典力学经典力学的经典力学的建立者建立者牛顿牛顿 基础基础:创立创立:伽利略的探讨成果伽利略的探讨成果16871687自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理物体运动三大定律和万有引力定律。物体运动三大定律和万有引力定律。意义意义:对说明和预见物理现象有确定意义对说明和预见物理现象有确定意义;标记着近代科学的形成。标记着近代科学的形成。人物人物贡献贡献影响影响经经典典力力学学奠奠基基者者建建立立者者伽伽利利略略牛牛顿顿标记：标记：16
19、87年牛顿发表自年牛顿发表自然哲学的数学原理然哲学的数学原理成就：物体运动三大定律；万成就：物体运动三大定律；万有引力定律；形成了以试验为有引力定律；形成了以试验为基础、以数学为表达形式的经基础、以数学为表达形式的经典力学体系；典力学体系；创立科学的探讨方法：试验创立科学的探讨方法：试验和视察。和视察。物理学：试验证明物理学：试验证明力与运动状态的关系，发觉自力与运动状态的关系，发觉自由落体定律等。由落体定律等。天文学：自天文学：自制望远镜视察天体并取得大量制望远镜视察天体并取得大量成果的第一人，证明白哥白尼成果的第一人，证明白哥白尼“日心说日心说”的正确性。的正确性。对说明和预见对说明和预见
20、物理现象有确定物理现象有确定意义意义;标记着近标记着近代科学的形成；代科学的形成；促进了两次科技促进了两次科技革命的出现。革命的出现。开创了以试验开创了以试验事实为依据并具事实为依据并具有严密逻辑体系有严密逻辑体系的近代科学的近代科学,(,(近近代科学之父代科学之父)为为经典力学的创立经典力学的创立和发展奠定了基和发展奠定了基础。开拓了天文础。开拓了天文学的新时代。学的新时代。解析低速运动、宏观世界物理现象。无解析低速运动、宏观世界物理现象。无法说明微观高速运动现象。法说明微观高速运动现象。中国古代科技特点与西方近代科技比较中国古代科技特点与西方近代科技比较中国古代科技中国古代科技西方近代科技
21、西方近代科技重经验：重经验：是对生产经是对生产经验的总结和对自然现验的总结和对自然现象的直接描述，缺乏象的直接描述，缺乏理论探索。理论探索。(属应用科属应用科学学)重实验：重实验：注重观察和实注重观察和实验与严密逻辑体系相结合。验与严密逻辑体系相结合。(属理论科学属理论科学)技术化倾向严重，技术化倾向严重，封封闭性强。闭性强。重理论、重分析重理论、重分析(从理从理论高度概括分析论高度概括分析)、形成、形成近代科学研究方法。近代科学研究方法。重实用，重实用，服务于农业生服务于农业生产和统治需要产和统治需要服务于工业生产和经济的服务于工业生产和经济的发展。发展。推动了生产力的进步和资本主义的发展推
22、动了生产力的进步和资本主义的发展 （伽利略的试验方法和逻辑体系为经典力学奠定基础；（伽利略的试验方法和逻辑体系为经典力学奠定基础；牛顿完成了经典力学体系的建构）推动了物理学自身的发牛顿完成了经典力学体系的建构）推动了物理学自身的发展展,促进了近代自然科学的进步。促进了近代自然科学的进步。冲击了宗教神学，推动了启蒙运动的发展和思想解放。冲击了宗教神学，推动了启蒙运动的发展和思想解放。进步：进步：3 3、经典力学体系的影响、经典力学体系的影响3 3、经济发展：、经济发展：1 1、自然科学：、自然科学：2 2、思想相识：、思想相识：2 2、思想相识：、思想相识：“牛顿的发觉，给人类带来从未有过的自信
23、。曾经匍匐在上帝脚下的人类，最终大胆地抬起头来，起先用自己理性的眼光端详世界。”大国崛起一、近代物理学一、近代物理学经典力学经典力学“19“19世纪已经将物理大厦全部建成，今后世纪已经将物理大厦全部建成，今后物理学家只是修饰和完备这座大厦物理学家只是修饰和完备这座大厦”1919世纪末，物理学界连续发生了三个重大世纪末，物理学界连续发生了三个重大事务，这就是事务，这就是X X射线、放射性和电子的发觉。射线、放射性和电子的发觉。这三大发觉以试验事实使得原子不行分、这三大发觉以试验事实使得原子不行分、不变更的传统观念发生了动摇。物理学家不变更的传统观念发生了动摇。物理学家们曾认为的似乎已经基本上完成
24、了的经典们曾认为的似乎已经基本上完成了的经典物理学体系，从根本上出现了动摇，这就物理学体系，从根本上出现了动摇，这就是所谓的是所谓的“物理学危机物理学危机”。(二二)相对论的创立相对论的创立爱因斯坦爱因斯坦爱因斯坦爱因斯坦(1879-1955)(1879-1955)1879 1879年生于德国，是年生于德国，是著名遐迩的德裔美国科著名遐迩的德裔美国科学家，现代物理学的开学家，现代物理学的开创者和奠基人。爱因斯创者和奠基人。爱因斯坦坦19001900年毕业于苏黎士年毕业于苏黎士工业高校，后在高校任工业高校，后在高校任教，教，19141914年任皇家物理年任皇家物理探讨所所长兼柏林高校探讨所所长兼
25、柏林高校教授。教授。19211921年获诺贝尔年获诺贝尔物理学奖。物理学奖。作为科学家的爱因斯坦，他是窥见上作为科学家的爱因斯坦，他是窥见上帝隐私的人；作为思想家的爱因斯坦，帝隐私的人；作为思想家的爱因斯坦，他是窥见人间隐私的人。他是窥见人间隐私的人。19051905年，爱因斯坦年，爱因斯坦2626岁，接连写下岁，接连写下4 4篇变更整个篇变更整个2020世纪物理学面貌的论文：世纪物理学面貌的论文：1.1.光的量子说（说明光电效应）光的量子说（说明光电效应）2.2.布朗运动（证明分子的存在）布朗运动（证明分子的存在）3.3.狭义相对论（修正了牛顿力学）狭义相对论（修正了牛顿力学）4.4.质能互
26、换律（质能互换律（E=mc2E=mc2）19161916年，爱因斯坦发表了广义相对论基础，最具年，爱因斯坦发表了广义相对论基础，最具创见也是最宏大的贡献：创见也是最宏大的贡献：5.5.广义相对论（取代了牛顿的万有引力理论）广义相对论（取代了牛顿的万有引力理论）1905 1905 奇妙的一年奇妙的一年 爱因斯坦爱因斯坦19051905年提出的相对论，后来称作年提出的相对论，后来称作狭义相对论，时间和空间随着物质运动速度的狭义相对论，时间和空间随着物质运动速度的变更而变更，发生尺缩效应和钟慢效应；质量变更而变更，发生尺缩效应和钟慢效应；质量会随着物体运动速度增大而增大会随着物体运动速度增大而增大
27、相对论的例子：一卷录音带，相对论的例子：一卷录音带，假如在地面上播放须要一个小时；假如在地面上播放须要一个小时；在快速飞行的宇宙飞船里播放，在快速飞行的宇宙飞船里播放，宇宙飞船里的人测定也是一个小宇宙飞船里的人测定也是一个小时。但是由地面上的人员，来测时。但是由地面上的人员，来测定在宇宙飞船中播放的时间呢？定在宇宙飞船中播放的时间呢？依据牛顿的理论，因为时间是确依据牛顿的理论，因为时间是确定的，所以也是一小时；但是爱定的，所以也是一小时；但是爱因斯坦的理论则认为应当是一个因斯坦的理论则认为应当是一个多小时，因为时间是相对的，在多小时，因为时间是相对的，在不同速度下测量时间，长度是不不同速度下测
28、量时间，长度是不一样的。一样的。什么是狭义相对论？什么是狭义相对论？什么是广义相对论？什么是广义相对论？广义相对论是新的万有引力概念广义相对论是新的万有引力概念 广义相对论的重要结论是，加速运动与广义相对论的重要结论是，加速运动与引力场的运动是等价的，要区分是由惯性力引力场的运动是等价的，要区分是由惯性力或者引力所产生的运动是不行能的。或者引力所产生的运动是不行能的。对此，爱因斯坦作了一个的比方。假想对此，爱因斯坦作了一个的比方。假想有一个人乘摩天楼的电梯自由着陆，人不会有一个人乘摩天楼的电梯自由着陆，人不会感到自己在下降，因为这时电梯和人都依照感到自己在下降，因为这时电梯和人都依照重力加速度
29、定律在下降，彷佛在电梯里不存重力加速度定律在下降，彷佛在电梯里不存在地球引力。在地球引力。地球地球上显上显示的示的时间时间运动运动物体物体上显上显示的示的时间时间当速度接近光速时当速度接近光速时当速度达到光速时：当速度达到光速时：质量增加质量增加物体变重物体变重时间变慢时间变慢钟慢效应钟慢效应长度变短长度变短尺缩效应尺缩效应钟表不走钟表不走时间停止时间停止质量：质量：相对论和经典力学的关系相对论和经典力学的关系 相对论打破了牛顿以来传统的确定相对论打破了牛顿以来传统的确定时空观，但并非全盘否定牛顿力学。牛时空观，但并非全盘否定牛顿力学。牛顿力学反映的是宏观物体低速运动的客顿力学反映的是宏观物体
30、低速运动的客观规律，而狭义相对论反映的是物体高观规律，而狭义相对论反映的是物体高速运动的客观规律，是对牛顿力学的继速运动的客观规律，是对牛顿力学的继承和发展。牛顿力学是相对论的一种特承和发展。牛顿力学是相对论的一种特例（物体低速运动状态），包括在相对例（物体低速运动状态），包括在相对论体系中。论体系中。经典力学经典力学狭义相对论狭义相对论广义相对论广义相对论影响：否定了经典影响：否定了经典力学的确定时空观，力学的确定时空观，弥补了经典力学在弥补了经典力学在宏观物体高速运动宏观物体高速运动探讨的不足。探讨的不足。(二二)相对论的创立相对论的创立爱因斯坦爱因斯坦 1 1、提出：、提出：2020世纪
31、初，爱因斯坦发表论动世纪初，爱因斯坦发表论动体的电动力学体的电动力学 2 2、内容：、内容：1905 1905年爱因斯坦提出狭义相对论和光速不变年爱因斯坦提出狭义相对论和光速不变原理。原理。1916 1916年他完成了广义相对论的最终形式。这年他完成了广义相对论的最终形式。这被看作人类思想史上最宏大的成就之一被看作人类思想史上最宏大的成就之一 3 3、意义：、意义：是物理学领域的一次重大革命；是物理学领域的一次重大革命；否定否定了经典力学的确定时空观；了经典力学的确定时空观；发展了牛顿力学；发展了牛顿力学；推动物理学发展到一个新高度推动物理学发展到一个新高度加热到不同温度的物体发出不同颜色的光
32、加热到不同温度的物体发出不同颜色的光科学家们为了总结热辐射规律，推导出两科学家们为了总结热辐射规律，推导出两个公式。但这两个公式的计算结果总是与个公式。但这两个公式的计算结果总是与试验结果不相符合。试验结果不相符合。19001900年，为了解决热年，为了解决热辐射理论上的疑点，德国物理学家普朗克辐射理论上的疑点，德国物理学家普朗克提出了量子假说：辐射像物质一样，是由提出了量子假说：辐射像物质一样，是由具有能量的基本单位量子来实现的。具有能量的基本单位量子来实现的。普朗克生于德国基尔。普朗克生于德国基尔。18791879年在慕尼黑高校获年在慕尼黑高校获得博士学位后，先后在得博士学位后，先后在慕尼
33、黑高校和基尔高校慕尼黑高校和基尔高校任教。由于量子论创立，任教。由于量子论创立，普朗克获得普朗克获得19181918年诺贝年诺贝尔物理学奖。普朗克是尔物理学奖。普朗克是德国人所具有的最好品德国人所具有的最好品质的范例：恳切，忠于质的范例：恳切，忠于职守，他的业余爱好是职守，他的业余爱好是音乐，在这方面表现了音乐，在这方面表现了专业艺术才能；另一项专业艺术才能；另一项业余爱好是他始终坚持业余爱好是他始终坚持到晚年的登山运动。到晚年的登山运动。普朗克普朗克（1858194718581947）(三三)量子论的诞生与发展量子论的诞生与发展 1 1、背景：、背景：19 19世纪末世纪末2020世纪初，电
34、子和放射性的发觉。世纪初，电子和放射性的发觉。试验表明微观粒子的运动不能用经典力学的理试验表明微观粒子的运动不能用经典力学的理论来说明。论来说明。2 2、诞生：、诞生：1900,1900,德国物理学家德国物理学家普朗克普朗克3 3、发展：、发展：爱因斯坦利用量子论成功说明白光电效应爱因斯坦利用量子论成功说明白光电效应 丹麦玻尔提出有关原子的量子理论丹麦玻尔提出有关原子的量子理论4 4、意义：、意义：使人类对微观世界的基本相识取得革命性进步使人类对微观世界的基本相识取得革命性进步 与相对论一起与相对论一起,构成现代物理学的基础构成现代物理学的基础 量子论和相对论是现代物理学的两大量子论和相对论是
35、现代物理学的两大支柱，量子论的形成标记着人类对于客观支柱，量子论的形成标记着人类对于客观规律的相识，起先从宏观世界深化到微观规律的相识，起先从宏观世界深化到微观世界。世界。量子力学和狭义相对论结合形成原子量子力学和狭义相对论结合形成原子核物理学，指导制造原子弹、氢弹和建立核物理学，指导制造原子弹、氢弹和建立核电站。量子力学还为电子技术、半导体核电站。量子力学还为电子技术、半导体技术、晶体技术和激光技术等奠定了理论技术、晶体技术和激光技术等奠定了理论基础。基础。经典力学：经典力学：解析低速运动、解析低速运动、宏观世界物理宏观世界物理现象现象近代物理学近代物理学相对论：相对论：微观世界、微观世界、
36、高速运动高速运动量子论：量子论：说明微观世说明微观世界物理现象界物理现象现现代代物物理理学学为相对论的提为相对论的提出奠定基础出奠定基础继承和发展了继承和发展了经典力学经典力学经典力学、相对论、量子论的关系：经典力学、相对论、量子论的关系：19C19C末经典末经典物理学危机物理学危机经经典典力力学学伽利略奠基伽利略奠基牛顿创立牛顿创立标记：标记：特点：特点：以以 为基础为基础,以以 为表达为表达形式形式贡献贡献物理学：物理学：发觉发觉 定律定律天文学：天文学：证明证明 的的正确正确影响影响开创了重开创了重 和重和重 的近的近代科学代科学为为 的创立奠定了基的创立奠定了基础础影响：影响：对说明和
37、预见物理现象具有对说明和预见物理现象具有 意义意义相相对对论论创立：创立：20世纪初世纪初,创立创立,包括包括 相对论和相对论和 相对论相对论意义意义否定了经典力学的否定了经典力学的 时空观时空观,揭示了时空的揭示了时空的 性性内涵：内涵：时空会随物体时空会随物体 的变更而变更的变更而变更,出现出现 效应效应量量子子论论1900年年 提出量子假说提出量子假说发展发展爱因斯坦提出爱因斯坦提出 的量子理论的量子理论 玻尔提出玻尔提出 的量子理论的量子理论诞生：诞生：影响：影响：现代物理学基础现代物理学基础本课学问网络本课学问网络自由落体自由落体日心说日心说试验试验逻辑逻辑经典力学经典力学1687年
38、年,牛顿发表牛顿发表 自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理试验试验数学数学确定性确定性爱因斯坦爱因斯坦狭义狭义广义广义运动速度运动速度尺缩钟慢尺缩钟慢是物理学领域的一次是物理学领域的一次重大革命重大革命确定确定相对相对光光原子原子 力学建立，对世力学建立，对世界的认识开始由界的认识开始由 世界深入到世界深入到 世世界界量子量子宏观宏观微观微观改变认识改变认识 和和角度角度方式方式普朗克普朗克相对论相对论量子论量子论 2 2、海王星的发觉是依据、海王星的发觉是依据A A、哥白尼日心说的推算、哥白尼日心说的推算 B B、牛顿理论的推想、牛顿理论的推想C C、法拉第演说计算、法拉第演说计算 D D、
39、爱因斯坦对时间、空间属性的揭示、爱因斯坦对时间、空间属性的揭示 1、经典力学与中世纪的自然观和方法论相比，最显著的特征是 留意试验 数学化 体现微观世界 阅历法 A.B.C.D.4.4.下列物理学成就取得的先后依次排列正确的是下列物理学成就取得的先后依次排列正确的是 落体定律落体定律 万有引力定律万有引力定律 狭义相对论狭义相对论 量子论量子论 A.B.A.B.C.D.C.D.3 3、爱因斯坦相对论的提出是物理学领域的一场重大革命，、爱因斯坦相对论的提出是物理学领域的一场重大革命，主要是因为主要是因为否定了经典力学的确定时空观否定了经典力学的确定时空观 揭揭示了时间、空间并非确定不变的本质属性示了时间、空间并非确定不变的本质属性 打破了打破了经典力学体系的局限性经典力学体系的局限性 使人类对客观世界的相识起使人类对客观世界的相识起先从宏观世界深化到微观世界先从宏观世界深化到微观世界 A A、B B、C C、D D、最终把爱因斯坦的一句名言献给同学们：“没有能独立思索和独立推断的有创建性的个人，社会的向上发展是不行想象的。”