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1、近代物理学的奠基人和革命者高三用第1页，本讲稿共33页古代科学技术古代科学技术近代科学技术近代科学技术研究对象研究对象研究方法研究方法两者关系两者关系近代科学技术的产生近代科学技术的产生分门别类分门别类整体考察整体考察科学实验，科学理论科学实验，科学理论直观感受，哲学思辨直观感受，哲学思辨两相分离两相分离密切结合密切结合 1 1、时间：、时间：1515世纪下半叶世纪下半叶 2 2、原因：、原因：（1 1）经济上：西欧封建社会内部逐渐产生了）经济上：西欧封建社会内部逐渐产生了资本主义资本主义的生产的生产方式。方式。（2 2）思想上：）思想上：文艺复兴文艺复兴使人从长期的基督教神学的束缚中使人从长
2、期的基督教神学的束缚中解放出来。解放出来。3 3、古代和近代科学技术的区别、古代和近代科学技术的区别第2页，本讲稿共33页专题七：近代以来科学技术的辉煌专题七：近代以来科学技术的辉煌本专题总体知识结构本专题总体知识结构 科科学学革革命命技技术术革革命命物理学物理学领域领域生物学生物学领域领域经典力学体系的创立和发展（从伽利略到牛顿）经典力学体系的创立和发展（从伽利略到牛顿）量量子子理理论论的的诞诞生生（从从普普朗朗克克到到爱爱因因斯坦）斯坦）相对论的建立（爱因斯坦）相对论的建立（爱因斯坦）进化论理论（达尔文与赫胥黎）进化论理论（达尔文与赫胥黎）万能原动机与万能原动机与“蒸汽机时代蒸汽机时代”（
3、瓦特）（瓦特）电力的广泛应用与电力的广泛应用与“电气时代电气时代”（法拉第、西门子、爱迪生等）（法拉第、西门子、爱迪生等）现代信息技术与信息时代现代信息技术与信息时代现现代代物物理理学学理理论的发展论的发展第3页，本讲稿共33页一、一、近代物理学近代物理学的的奠基人和革命者奠基人和革命者探究：他们分别是什么人？有什么贡献？探究：他们分别是什么人？有什么贡献？第4页，本讲稿共33页伽利略（15641642）牛顿（16421727）普朗克（18581947）爱因斯坦（18791955）物理学革命经典力学体系近代科学的形成相对论量子论近代科学之父实验科学第5页，本讲稿共33页课标要求课标要求了解经典
4、力学的主要内容，认识其了解经典力学的主要内容，认识其在近代自然科学理论发展中的历史在近代自然科学理论发展中的历史地位。地位。知道相对论、量子论的主要内容，知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义。认识其意义。第6页，本讲稿共33页近现代物理学的奠基人和革命者近现代物理学的奠基人和革命者二、经典力学体系的创立和发展二、经典力学体系的创立和发展二、经典力学体系的创立和发展二、经典力学体系的创立和发展1 1、经典力学的奠基者、经典力学的奠基者伽利略（意大利、伽利略（意大利、1717世纪）世纪）一、近现代物理学的发展过程一、近现代物理学的发展过程一、近现代物理学的发展过程一、近现代物理学的发展过程经典
5、力学奠基者经典力学奠基者（1717世纪初）世纪初）经典力学建立者经典力学建立者（1717世纪晚期）世纪晚期）从经典力学发展到相对论、量子论从经典力学发展到相对论、量子论（19世纪末世纪末20世纪初）世纪初）伽利略（意）伽利略（意）牛顿（英）牛顿（英）爱因斯坦（德）爱因斯坦（德）普朗克（德）普朗克（德）2 2、经典力学的建立者、经典力学的建立者牛顿（英国、牛顿（英国、1717世纪末）世纪末）三、现代物理学理论的发展三、现代物理学理论的发展三、现代物理学理论的发展三、现代物理学理论的发展1 1、量子理论的诞生和发展、量子理论的诞生和发展普郎克（德国、普郎克（德国、19001900年）年）2 2、相
6、对论的建立、相对论的建立爱因斯坦（德国、爱因斯坦（德国、2020世纪初）世纪初）背景：背景：受文艺复兴、宗教改革影响，科学逐渐从神学的桎梏中解放出来；受文艺复兴、宗教改革影响，科学逐渐从神学的桎梏中解放出来；资本主义发展提供了物质基础；科学家勇于探索的精神。资本主义发展提供了物质基础；科学家勇于探索的精神。第7页，本讲稿共33页1 1、经典力学的奠基者、经典力学的奠基者伽利略（意大利）伽利略（意大利）（1 1 1 1）伽利略的成果）伽利略的成果）伽利略的成果）伽利略的成果A A、物理方面：、物理方面：B B、天文学方面：、天文学方面：（2 2 2 2）伽利略的贡献）伽利略的贡献）伽利略的贡献）
7、伽利略的贡献突出成果突出成果创立自由落体定律创立自由落体定律制造天文望远镜、证明哥白尼制造天文望远镜、证明哥白尼“日心说日心说”的正确的正确性性A A、他的发现和他开始的科学研究方法，标志着物理学的真正开端、他的发现和他开始的科学研究方法，标志着物理学的真正开端.B B、为经典力学的创立奠定了基础、为经典力学的创立奠定了基础 C C、开创了近代科学，被誉为、开创了近代科学，被誉为“近代科学之父近代科学之父近代科学之父近代科学之父”。实验实验,计算计算亚里士多德：亚里士多德：力学观：力学观：必须有力作用在物体上，物体必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就会静才能运动，没有力的作
8、用，物体就会静止。止。伽利略：伽利略：通过观察、实验和推理，得出结论：通过观察、实验和推理，得出结论：如如果运动物体不受阻碍，它将速度保持不果运动物体不受阻碍，它将速度保持不变地持续运动下去。变地持续运动下去。突出成就：突出成就：创立自由落体定律创立自由落体定律第8页，本讲稿共33页 15901590年，伽利略在比萨斜塔上做了年，伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时两个铁球同时落地落地”的著名实验，从此推翻了亚里士多德的著名实验，从此推翻了亚里士多德“物体物体落地下的速度和重量成比例落地下的速度和重量成比例”的学说，纠正了这个的学说，纠正了这个持续了持续了19001900年之久的错误结论。年之
9、久的错误结论。第9页，本讲稿共33页 1609年，伽利略创制了天文望远镜。年，伽利略创制了天文望远镜。他观测到月球表面凹凸不平，并绘制了第一幅他观测到月球表面凹凸不平，并绘制了第一幅月面图。月面图。伽伽伽伽利利利利略略略略的的的的折折折折射射射射式式式式望望望望远远远远镜镜镜镜伽伽伽伽利利利利略略略略的的的的手手手手稿稿稿稿第10页，本讲稿共33页 牛顿出生于英国的林肯郡，牛顿出生于英国的林肯郡，16651665年毕业于著名的剑桥大年毕业于著名的剑桥大学三一学院，获得学士学位。三年后又获得文学硕士学位。学三一学院，获得学士学位。三年后又获得文学硕士学位。牛顿曾经长期担任英国皇家学会会长，他还担
10、任过英国议牛顿曾经长期担任英国皇家学会会长，他还担任过英国议会议员，授予爵士称号。会议员，授予爵士称号。17271727年，他病逝，被安葬于威斯年，他病逝，被安葬于威斯敏斯特教堂，这是一种极高的荣誉。敏斯特教堂，这是一种极高的荣誉。第11页，本讲稿共33页惯性定律惯性定律加速度定律加速度定律作用和反作用定律作用和反作用定律物理运动物理运动三大定律三大定律万有引力万有引力定律定律（1 1）经经典典力力学学体体系系2 2 2 2、经典力学的建立者、经典力学的建立者、经典力学的建立者、经典力学的建立者牛顿牛顿 1687168716871687自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理自然
11、哲学的数学原理 无论从无论从无论从无论从科学史科学史科学史科学史还是整个人还是整个人还是整个人还是整个人类的类的类的类的文明史文明史文明史文明史来看这都是一本划时代来看这都是一本划时代来看这都是一本划时代来看这都是一本划时代的巨著。的巨著。的巨著。的巨著。伽利略伽利略伽利略伽利略自由落自由落自由落自由落体定律体定律体定律体定律笛卡尔笛卡尔笛卡尔笛卡尔等人碰等人碰等人碰等人碰撞运动撞运动撞运动撞运动开普勒等人天体力学及微积分计算工具开普勒等人天体力学及微积分计算工具开普勒等人天体力学及微积分计算工具开普勒等人天体力学及微积分计算工具第12页，本讲稿共33页2 2、经典力学的建立者、经典力学的建立
12、者牛顿（英国）牛顿（英国）（2 2 2 2）牛顿经典力学体系的历史地位）牛顿经典力学体系的历史地位）牛顿经典力学体系的历史地位）牛顿经典力学体系的历史地位牛顿（牛顿（16421727）牛顿力学体系对自然界的力学现象做了牛顿力学体系对自然界的力学现象做了牛顿力学体系对自然界的力学现象做了牛顿力学体系对自然界的力学现象做了系统合理的说明，从而完成了人类对自然界系统合理的说明，从而完成了人类对自然界系统合理的说明，从而完成了人类对自然界系统合理的说明，从而完成了人类对自然界认识史上的认识史上的认识史上的认识史上的第一次理论大综合第一次理论大综合第一次理论大综合第一次理论大综合。标志标志标志标志近代科
13、学近代科学近代科学近代科学的形成。的形成。的形成。的形成。具有惊人的具有惊人的具有惊人的具有惊人的预见性预见性预见性预见性和巨大的和巨大的和巨大的和巨大的理论指导理论指导理论指导理论指导意义意义意义意义A A、准确算出了、准确算出了地球的平均密度和扁平率地球的平均密度和扁平率；B B、正确地解释了、正确地解释了潮汐的成因潮汐的成因；C C、发现了、发现了海王星海王星；三百年前，人类的思想还充斥着三百年前，人类的思想还充斥着迷信和恐惧迷信和恐惧，水，水为什么往低处流？太阳为什么升起落下？这些今天看来为什么往低处流？太阳为什么升起落下？这些今天看来简单之极的问题，在当时却是根本无法认识和把握的。简
14、单之极的问题，在当时却是根本无法认识和把握的。直到牛顿出现，人类才终于结束了这种状态。直到牛顿出现，人类才终于结束了这种状态。大国崛起解说词大国崛起解说词成为整个近代物理学的重要支柱第13页，本讲稿共33页哈雷慧星轨道的推算哈雷慧星轨道的推算 长期以来，人们一直认为彗星是神秘的，不吉利的灾星，根本长期以来，人们一直认为彗星是神秘的，不吉利的灾星，根本不能用科学来说明。牛顿的好友哈雷用牛顿力学算出了不能用科学来说明。牛顿的好友哈雷用牛顿力学算出了16821682年出现年出现的彗星的轨道，指出它的回归周期是的彗星的轨道，指出它的回归周期是75767576年，由此预言它将在年，由此预言它将在1758
15、1758年再次出现。年再次出现。5353年以后的年以后的17581758年（当时哈雷已去世），这颗彗年（当时哈雷已去世），这颗彗星果然如期出现。星果然如期出现。哈雷慧星的发现验证了万有引力定律的科学性。哈雷慧星的发现验证了万有引力定律的科学性。第14页，本讲稿共33页思考：牛顿的一生有哪些重大理论发现？这些理论发现思考：牛顿的一生有哪些重大理论发现？这些理论发现的贡献是什么？的贡献是什么？1 1、数学：、数学：提出二项式定理以及微积分的初步算法提出二项式定理以及微积分的初步算法2 2、光学：、光学：1 1）用自制的折射望远镜对太阳光实验，证明日光由）用自制的折射望远镜对太阳光实验，证明日光由七
16、色光组成，还进一步说明物体颜色的形成原理七色光组成，还进一步说明物体颜色的形成原理 2 2）16721672年关于光和色的新理论提出光的本质是微年关于光和色的新理论提出光的本质是微粒学说。与惠更斯的粒学说。与惠更斯的“波动说波动说”构成了关于光的两大基本理构成了关于光的两大基本理论。论。3 3、天文学：、天文学：1 1）用反射望远镜考察行星运动分析潮汐现象，预）用反射望远镜考察行星运动分析潮汐现象，预言地球不是正球体言地球不是正球体 2 2）发现万有引力定律，推动人们对天体运动研究）发现万有引力定律，推动人们对天体运动研究4 4、物理学：、物理学：自然哲学中的数学原理提出三大运动基本自然哲学中
17、的数学原理提出三大运动基本定律和万有引力定律，标志牛顿力学体系建立即经典力学定律和万有引力定律，标志牛顿力学体系建立即经典力学体系建立。体系建立。第15页，本讲稿共33页英国著名诗人亚历山大英国著名诗人亚历山大英国著名诗人亚历山大英国著名诗人亚历山大 波普曾写过一首赞美牛顿波普曾写过一首赞美牛顿波普曾写过一首赞美牛顿波普曾写过一首赞美牛顿的诗：的诗：的诗：的诗：自然和自然界的规律，隐藏在黑暗里。自然和自然界的规律，隐藏在黑暗里。上帝说：上帝说：“让牛顿去吧让牛顿去吧!”于是，一切成为光明。于是，一切成为光明。我之所以我之所以能比别人看得远能比别人看得远些，是因为我站在些，是因为我站在巨人们的肩
18、上。巨人们的肩上。牛顿牛顿牛顿获得巨大成就的原因牛顿获得巨大成就的原因1 1、具有虚怀若谷、谦虚好学精神；、具有虚怀若谷、谦虚好学精神；2 2、勇于探索的科学精神；、勇于探索的科学精神；3 3、科学的研究方法；、科学的研究方法；4 4、甘于寂寞，献身科学的精神等；、甘于寂寞，献身科学的精神等；5 5、吸收伽利略等前人的研究成果；、吸收伽利略等前人的研究成果；6 6、有利的社会环境：启蒙运动、英国资产阶级、有利的社会环境：启蒙运动、英国资产阶级革命的洗礼革命的洗礼第16页，本讲稿共33页1）、背景：（简单了解一下）、背景：（简单了解一下）19世纪末世纪末20世纪初，世纪初，电子和放射性的电子和放
19、射性的发现发现，促进人们对物质的认识深入到，促进人们对物质的认识深入到了原子内部。了原子内部。但大量的实验表明，微观粒子的运但大量的实验表明，微观粒子的运动不能用通常的宏观物体的运动规律动不能用通常的宏观物体的运动规律进行描述。进行描述。这就需要人们对这就需要人们对微观世界微观世界开展研究。开展研究。量子论和相对论量子论和相对论是现代物理学的是现代物理学的两大支柱两大支柱，量子论的形成标志着人类对于客观规律的认识，量子论的形成标志着人类对于客观规律的认识，开始从开始从宏观世界宏观世界深入到深入到微观世界。微观世界。量子力学和狭义相对论结合形成原子核物量子力学和狭义相对论结合形成原子核物理学，指
20、导制造原子弹、氢弹和建立核电站。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、半导体技术和激光技量子力学还为电子技术、半导体技术和激光技术等奠定了理论基础。术等奠定了理论基础。三、现代物理学理论的发展三、现代物理学理论的发展三、现代物理学理论的发展三、现代物理学理论的发展1 1、量子理论的诞生和发展、量子理论的诞生和发展第17页，本讲稿共33页 普朗克，普朗克，普朗克，普朗克，生于基尔。生于基尔。生于基尔。生于基尔。1879187918791879年普朗年普朗年普朗年普朗克在慕尼黑大学获得博士学位后，先克在慕尼黑大学获得博士学位后，先克在慕尼黑大学获得博士学位后，先克在慕尼黑大
21、学获得博士学位后，先后在慕尼黑大学和基尔大学任教。由后在慕尼黑大学和基尔大学任教。由后在慕尼黑大学和基尔大学任教。由后在慕尼黑大学和基尔大学任教。由于量子论创立，普朗克获得于量子论创立，普朗克获得于量子论创立，普朗克获得于量子论创立，普朗克获得1918191819181918年诺年诺年诺年诺贝尔物理学奖。他的父亲是一位杰出贝尔物理学奖。他的父亲是一位杰出贝尔物理学奖。他的父亲是一位杰出贝尔物理学奖。他的父亲是一位杰出的法律教授。普朗克是德国人所具有的法律教授。普朗克是德国人所具有的法律教授。普朗克是德国人所具有的法律教授。普朗克是德国人所具有的最好品质的范例：诚恳、忠于职守，的最好品质的范例：
22、诚恳、忠于职守，的最好品质的范例：诚恳、忠于职守，的最好品质的范例：诚恳、忠于职守，他的业余爱好是音乐，在这方面表现他的业余爱好是音乐，在这方面表现他的业余爱好是音乐，在这方面表现他的业余爱好是音乐，在这方面表现了专业艺术才干；另一项业余爱好是了专业艺术才干；另一项业余爱好是了专业艺术才干；另一项业余爱好是了专业艺术才干；另一项业余爱好是他一直坚持到晚年的登山运动。他一直坚持到晚年的登山运动。他一直坚持到晚年的登山运动。他一直坚持到晚年的登山运动。第18页，本讲稿共33页2）过程：）过程：3）标志：）标志：4）发展：）发展：斯蒂芬斯蒂芬斯蒂芬斯蒂芬普朗克。普朗克。普朗克。普朗克。1900190
23、019001900年关于正常光谱能量分布定律的理论。年关于正常光谱能量分布定律的理论。年关于正常光谱能量分布定律的理论。年关于正常光谱能量分布定律的理论。（1 1）德国）德国爱因斯坦：解释光电效应，得出光具爱因斯坦：解释光电效应，得出光具有有波粒二象性波粒二象性；（2 2）法国德布罗意：提出）法国德布罗意：提出物质波理论物质波理论；（3 3）奥德物理学家：建立）奥德物理学家：建立量子力学。量子力学。影响：影响：影响：影响：改变了近代物理学中的传统观念改变了近代物理学中的传统观念改变了近代物理学中的传统观念改变了近代物理学中的传统观念,使物理学乃至整个自然科使物理学乃至整个自然科使物理学乃至整个
24、自然科使物理学乃至整个自然科学的观念发生了重大变革。标志着人类对客观规律的认识，开始学的观念发生了重大变革。标志着人类对客观规律的认识，开始学的观念发生了重大变革。标志着人类对客观规律的认识，开始学的观念发生了重大变革。标志着人类对客观规律的认识，开始从从从从宏观世界宏观世界宏观世界宏观世界深入到深入到深入到深入到微观世界微观世界微观世界微观世界。奥地利斯蒂芬：奥地利斯蒂芬：1879年发现黑体辐射的总能量年发现黑体辐射的总能量与其温度之间的定量关系；与其温度之间的定量关系；1 1、量子理论的诞生和发展、量子理论的诞生和发展第19页，本讲稿共33页狭义相对论狭义相对论创立创立创立创立190519
25、0519051905年爱因斯坦发表年爱因斯坦发表年爱因斯坦发表年爱因斯坦发表 ，创，创，创，创立了狭义相对论立了狭义相对论立了狭义相对论立了狭义相对论内容内容内容内容：一一.是相对性原理是相对性原理.时间和空间都与物质运动有关时间和空间都与物质运动有关时间和空间都与物质运动有关时间和空间都与物质运动有关;时间和空间随着物质运动速度的变化而变化时间和空间随着物质运动速度的变化而变化时间和空间随着物质运动速度的变化而变化时间和空间随着物质运动速度的变化而变化二二.是光速不变原理是光速不变原理.影响：影响：影响：影响：打破了打破了打破了打破了牛顿经典力学的绝对时空观牛顿经典力学的绝对时空观牛顿经典力
26、学的绝对时空观牛顿经典力学的绝对时空观继承和发展了继承和发展了继承和发展了继承和发展了牛顿力学牛顿力学牛顿力学牛顿力学奠定了奠定了奠定了奠定了利用原子能的理论基础利用原子能的理论基础利用原子能的理论基础利用原子能的理论基础论动体的电动力学论动体的电动力学论动体的电动力学论动体的电动力学 如果一个人以光的速如果一个人以光的速如果一个人以光的速如果一个人以光的速度运动，他将看到一幅什度运动，他将看到一幅什度运动，他将看到一幅什度运动，他将看到一幅什么样的世界景象呢？么样的世界景象呢？么样的世界景象呢？么样的世界景象呢？质量随着速度的增加而质量随着速度的增加而增加，当速度接近光速时，增加，当速度接近
27、光速时，质量趋于无穷大质量趋于无穷大，时间停，时间停止为零。止为零。E=mc2E=mc2 为了对这一深奥的理论做通俗的说明，为了对这一深奥的理论做通俗的说明，为了对这一深奥的理论做通俗的说明，为了对这一深奥的理论做通俗的说明，爱因斯坦曾经风趣地对一名男青年说：爱因斯坦曾经风趣地对一名男青年说：爱因斯坦曾经风趣地对一名男青年说：爱因斯坦曾经风趣地对一名男青年说：“我我我我打个比方，比如你屁股坐在火炉上烤和坐在打个比方，比如你屁股坐在火炉上烤和坐在打个比方，比如你屁股坐在火炉上烤和坐在打个比方，比如你屁股坐在火炉上烤和坐在公园柳荫下与女士谈情说爱，那么，同样的公园柳荫下与女士谈情说爱，那么，同样的
28、公园柳荫下与女士谈情说爱，那么，同样的公园柳荫下与女士谈情说爱，那么，同样的时间你觉得哪一个更长？时间你觉得哪一个更长？时间你觉得哪一个更长？时间你觉得哪一个更长？”男青年说：男青年说：男青年说：男青年说：“当当当当然坐在火炉上烤的时间觉得长久。然坐在火炉上烤的时间觉得长久。然坐在火炉上烤的时间觉得长久。然坐在火炉上烤的时间觉得长久。”爱因斯爱因斯爱因斯爱因斯坦说：坦说：坦说：坦说：“这就是我的相对论内容。这就是我的相对论内容。这就是我的相对论内容。这就是我的相对论内容。”2 2、相对论的建立、相对论的建立爱因斯坦（爱因斯坦（2020世纪初）世纪初）第20页，本讲稿共33页(2)(2)广义相对
29、论广义相对论提出：提出：19161916年年内容：内容：意义：意义：第一次阐述了四维时空和物质的分第一次阐述了四维时空和物质的分布相联系的重要思想布相联系的重要思想A.A.物质存在的现实空间不是平坦的，而是弯的。物质存在的现实空间不是平坦的，而是弯的。B.B.空间的结构取决于物质的质量及其分布情况。空间的结构取决于物质的质量及其分布情况。C.C.空间弯曲空间弯曲空间弯曲空间弯曲的程度体现为引力场强度。的程度体现为引力场强度。爱因斯坦相对论的意义：爱因斯坦相对论的意义：是对近代物理学理论框架的重大突破是对近代物理学理论框架的重大突破，它不仅揭，它不仅揭示了空间、时间的可变性，时空的变化和时空结构
30、同物示了空间、时间的可变性，时空的变化和时空结构同物质的运动和状态密不可分。质的运动和状态密不可分。这种全新的这种全新的时空观、运动观和物质观时空观、运动观和物质观的形成，的形成，是人是人类思想发展史中的一次根本性变革类思想发展史中的一次根本性变革，对整个自然科学和，对整个自然科学和哲学都产生了极其深远的影响。哲学都产生了极其深远的影响。与量子理论共同构成了与量子理论共同构成了与量子理论共同构成了与量子理论共同构成了现代物理学现代物理学现代物理学现代物理学的基本理论框架。的基本理论框架。的基本理论框架。的基本理论框架。第21页，本讲稿共33页回顾思考爱因斯坦的主要贡献？回顾思考爱因斯坦的主要贡
31、献？（1 1）光量子假说：）光量子假说：1905 1905年年爱因斯坦利用量子论成功地解释了爱因斯坦利用量子论成功地解释了光电效应出现的现象光电效应出现的现象及光的本质及光的本质，提出光具有波粒二象性的结论。进一步推，提出光具有波粒二象性的结论。进一步推动了量子论的发展。动了量子论的发展。19211921年因年因光电效应光电效应研究获诺贝尔物理学奖。研究获诺贝尔物理学奖。（2 2）狭义相对论）狭义相对论（19051905年提出）年提出）标志：论物体的电动力学标志：论物体的电动力学（3 3）广义相对论）广义相对论（19161916年提出）年提出）广义相对论的基础广义相对论的基础（4 4）关注和平
32、）关注和平反战宣言、呼吁和平、原子科学家公报反战宣言、呼吁和平、原子科学家公报第22页，本讲稿共33页 由于相对论的观点与人们的日常经验不太由于相对论的观点与人们的日常经验不太一致，甚至有着尖锐的冲突，相对论从一开始一致，甚至有着尖锐的冲突，相对论从一开始就受到包括一些科学家在内的很多人的反对。就受到包括一些科学家在内的很多人的反对。19211921年爱因斯坦获得了诺贝尔奖，当时不少德年爱因斯坦获得了诺贝尔奖，当时不少德国的诺贝尔奖获得者威胁说，如果给相对论授国的诺贝尔奖获得者威胁说，如果给相对论授奖，他们就要退回已获得的奖章，结果评选委奖，他们就要退回已获得的奖章，结果评选委员会只好让爱因斯
33、坦作为光电效应理论的建立员会只好让爱因斯坦作为光电效应理论的建立者得奖，者得奖，相对论始终没有获得诺贝尔奖。相对论始终没有获得诺贝尔奖。但相但相对论在物理学上却非常合理且为实验所证实。对论在物理学上却非常合理且为实验所证实。想一想想一想:上述现象说明了什么问题上述现象说明了什么问题?给我们什么启发给我们什么启发?说明：说明：象许多事物一样，科学的发展道路也并非一帆风顺，象许多事物一样，科学的发展道路也并非一帆风顺，往往会遇到很多阻力。往往会遇到很多阻力。启示：启示：要敢于怀疑常识，勇于创新，因为即使生活中习以要敢于怀疑常识，勇于创新，因为即使生活中习以为常、看起来无懈可击的规律也可能是不科学的
34、。为常、看起来无懈可击的规律也可能是不科学的。第23页，本讲稿共33页成功的秘诀成功的秘诀 一个爱说废话而不爱用功的青年，整天缠着大一个爱说废话而不爱用功的青年，整天缠着大一个爱说废话而不爱用功的青年，整天缠着大一个爱说废话而不爱用功的青年，整天缠着大科学家爱因斯坦，要他公开成功的秘诀。爱因斯科学家爱因斯坦，要他公开成功的秘诀。爱因斯科学家爱因斯坦，要他公开成功的秘诀。爱因斯科学家爱因斯坦，要他公开成功的秘诀。爱因斯坦厌烦了，便写了一坦厌烦了，便写了一坦厌烦了，便写了一坦厌烦了，便写了一 个公式给他：个公式给他：个公式给他：个公式给他：A A A Ax x x xy y y yz z z z
35、爱因斯坦解释道：爱因斯坦解释道：爱因斯坦解释道：爱因斯坦解释道：“A“A“A“A代表成功，代表成功，代表成功，代表成功，x x x x代表艰苦的劳代表艰苦的劳代表艰苦的劳代表艰苦的劳动，动，动，动，y y y y代表正确的方法代表正确的方法代表正确的方法代表正确的方法”“z”“z”“z”“z代表什么？代表什么？代表什么？代表什么？”青年迫不及待地问。青年迫不及待地问。青年迫不及待地问。青年迫不及待地问。“代表少说废话。代表少说废话。代表少说废话。代表少说废话。”爱因爱因爱因爱因斯坦说。斯坦说。斯坦说。斯坦说。第24页，本讲稿共33页经经典典力力学学体体系系的的创创立立和和发展发展量量子子理理论
36、论的的诞诞生生(从从普普朗朗克到爱因斯坦克到爱因斯坦)相对论的建立（爱因斯坦）相对论的建立（爱因斯坦）现现代代物物理理学学理理论论的的发展发展近近代代物物理理学学的的奠奠基基人人和和革革命命者者伽利略是经典力学的奠基伽利略是经典力学的奠基者者(自由落体定律）自由落体定律）牛顿是经典力学的建立者牛顿是经典力学的建立者（运动三定律和万有引力运动三定律和万有引力定律）定律）第25页，本讲稿共33页项目项目项目项目区别区别区别区别 关系（地位）关系（地位）关系（地位）关系（地位）牛顿牛顿牛顿牛顿力学力学力学力学体系体系体系体系与与与与狭义狭义狭义狭义相对相对相对相对论论论论牛顿牛顿牛顿牛顿宏观宏观宏观
37、宏观物体物体物体物体低速低速低速低速运运运运动的客观规律动的客观规律动的客观规律动的客观规律狭义相对论打破绝对时间狭义相对论打破绝对时间狭义相对论打破绝对时间狭义相对论打破绝对时间和绝对空间，牛顿力学是和绝对空间，牛顿力学是和绝对空间，牛顿力学是和绝对空间，牛顿力学是相对论的一种特例。相对论的一种特例。相对论的一种特例。相对论的一种特例。但不但不但不但不是牛顿力学对全盘否定是牛顿力学对全盘否定是牛顿力学对全盘否定是牛顿力学对全盘否定,而是继承和发展。而是继承和发展。而是继承和发展。而是继承和发展。狭义狭义狭义狭义宏观宏观宏观宏观物体物体物体物体高速高速高速高速运运运运动的客观规律动的客观规律动
38、的客观规律动的客观规律狭义狭义狭义狭义与与与与广义广义广义广义相对相对相对相对论论论论狭义狭义狭义狭义适用于高速运动适用于高速运动适用于高速运动适用于高速运动中的中的中的中的匀速匀速匀速匀速运动体运动体运动体运动体系系系系广义相对论第一次阐述四广义相对论第一次阐述四广义相对论第一次阐述四广义相对论第一次阐述四维时空和物质分布相联系维时空和物质分布相联系维时空和物质分布相联系维时空和物质分布相联系的的重要思想。的的重要思想。的的重要思想。的的重要思想。广义广义广义广义适用于高速运动适用于高速运动适用于高速运动适用于高速运动中的中的中的中的加速加速加速加速运动体运动体运动体运动体系系系系第26页，
39、本讲稿共33页科学家科学家主要成就主要成就意义意义伽利略伽利略牛顿牛顿普朗克普朗克近代物理学发展过程中的主要成就及意义近代物理学发展过程中的主要成就及意义自由落体定律自由落体定律匀速运动、匀加速运动匀速运动、匀加速运动用自制的望远镜证明了哥白尼的用自制的望远镜证明了哥白尼的“日心说日心说”为经典力学奠定基础为经典力学奠定基础 证明哥白尼的证明哥白尼的“日心说日心说”的正确性的正确性 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物体运动三大定律和万有引力定律）定律）运动三定律是近运动三定律是近代物理学的重要代物理学的重要支柱支柱 相对性原理、光速不变原理相对性原理、光速不变原
40、理相对论（狭义、广义）相对论（狭义、广义）量子理论量子理论爱因斯坦爱因斯坦近代物理学理论框近代物理学理论框架的重大突破架的重大突破继承和发展了继承和发展了牛顿力学牛顿力学构成现代物理构成现代物理学的基本理论学的基本理论框架框架经典力学是近代自经典力学是近代自然科学理论体系中然科学理论体系中最先成熟和完善的最先成熟和完善的核心理论体系核心理论体系第27页，本讲稿共33页为什么为什么15世纪下半叶以后西方的科世纪下半叶以后西方的科学技术取得了辉煌的成就？学技术取得了辉煌的成就？a.欧洲中世纪时期农业、手工业的发展，资本主义萌芽，欧洲中世纪时期农业、手工业的发展，资本主义萌芽，为近代自然科学的兴起奠
41、定了物质基础为近代自然科学的兴起奠定了物质基础（物质基础物质基础）b.新兴资产阶级在生产中的技术改造和要求掌握政权，对新兴资产阶级在生产中的技术改造和要求掌握政权，对自然科学的迫切需要。（自然科学的迫切需要。（经济上和政治上经济上和政治上）c.文艺复兴以来，崇尚科学、知识、注重实验，鼓励探索未知文艺复兴以来，崇尚科学、知识、注重实验，鼓励探索未知世界。（世界。（思想条件思想条件）d.新航路开辟，重商主义，殖民扩张，资产阶级为了满新航路开辟，重商主义，殖民扩张，资产阶级为了满足日益扩大的市场需求，迫切需要革新科技来提高生产，足日益扩大的市场需求，迫切需要革新科技来提高生产，征服世界。（征服世界。
42、（生产经验、技术能力生产经验、技术能力）e.科学家勇于探索的精神。科学家勇于探索的精神。第28页，本讲稿共33页3 3近代科学形成的标志是（近代科学形成的标志是（）A.A.卡尔创立解析几何卡尔创立解析几何B.B.达尔文创立生物进化论学说达尔文创立生物进化论学说C.C.牛顿力学体系的建立牛顿力学体系的建立 D.D.道尔顿科学的原子论的建立道尔顿科学的原子论的建立 1 1中世纪，谁的学说长期被教会奉为教条（中世纪，谁的学说长期被教会奉为教条（）A.A.亚里斯多德亚里斯多德 B.B.牛顿牛顿 C.C.爱因斯坦爱因斯坦 D.D.伽利略伽利略2 2创立了自由落体定律，从而推翻了亚里斯多德的学说创立了自由
43、落体定律，从而推翻了亚里斯多德的学说的是（的是（）A.A.伽利略伽利略 B.B.牛顿牛顿 C.C.爱因斯坦爱因斯坦D.D.普朗克普朗克AAC第29页，本讲稿共33页6 6海王星的海王星的发现发现是根据（是根据（）A.A.哥白尼日心哥白尼日心说说的推算的推算B.B.牛牛顿顿理理论论的推的推测测 C.C.法拉第学法拉第学说说的的计计算算D.D.爱爱因斯坦因斯坦对时间对时间、空、空间间属性的揭示属性的揭示4 4实现实现了自然科学第一次理了自然科学第一次理论论性大性大综综合的是（合的是（）A A哈哈维维的血液循的血液循环环学学说说 B.B.法拉第的法拉第的电电磁感磁感应应理理论论 C C牛牛顿顿的的经
44、经典力学体系典力学体系 D.D.爱爱因斯坦的相因斯坦的相对论对论5 5近代科学近代科学进进入了全面繁荣的入了全面繁荣的时时代，各代，各门门自然科学自然科学的理的理论论体系体系纷纷纷纷建立起来是在（建立起来是在（）A.17A.17世世纪纪 B.18B.18世世纪纪 C.19 C.19世世纪纪 D.20D.20世世纪纪CBC第30页，本讲稿共33页9 9与爱因斯坦创立的理论最早有直接联系的是与爱因斯坦创立的理论最早有直接联系的是（）A.A.原子弹爆炸原子弹爆炸 B.B.人造卫星上天人造卫星上天 C.C.电电子子计计算机算机发发明明 D.D.收音机收音机发发明明8 8和相和相对论对论一起构成一起构成
45、现现代物理学框架的是（代物理学框架的是（）A.A.牛牛顿顿力学理力学理论论 B.B.万有引力理万有引力理论论 C.量子理论量子理论 D.自由落体理论自由落体理论 7 7指出指出“物物质间质间所存在的万有引力，是由于物所存在的万有引力，是由于物质质的存在和分的存在和分布使布使时间时间和空和空间间的性的性质质不均匀而引起的不均匀而引起的”是（是（）A.A.牛牛顿顿力学理力学理论论 B.B.万有引力理万有引力理论论C.C.广广义义相相对论对论 D.D.狭狭义义相相对论对论CCA第31页，本讲稿共33页（2008上海）上海）“月亮既不会掉下来，也不会离去，那月亮既不会掉下来，也不会离去，那是因为它的运
46、动正好抵消了地球的引力。是因为它的运动正好抵消了地球的引力。”说这句话说这句话的科学家是的科学家是 A.牛顿牛顿 B.波义耳波义耳 C.拉瓦锡拉瓦锡 D.哥白尼哥白尼链接高考链接高考A（2008江苏，江苏，15）一位科学家的墓碑上镌刻着这样）一位科学家的墓碑上镌刻着这样的铭文：的铭文：“他以神一般的力量，他以神一般的力量，第一个说明了第一个说明了行星的运动和图像。行星的运动和图像。”这位科学家应该是这位科学家应该是 A.伽利略伽利略 B.牛顿牛顿 C.爱因斯坦爱因斯坦 D.普朗克普朗克B第32页，本讲稿共33页1现代自然科学和现代技术革命的基础是现代自然科学和现代技术革命的基础是A、牛顿力学、
47、牛顿力学B、相对论、相对论C、量子假说、量子假说D、量子理论、相对论、量子理论、相对论D2、下列表述不正确的是、下列表述不正确的是A、牛顿创立的经典力学是经典物理学的基础、牛顿创立的经典力学是经典物理学的基础B、经典物理学所适用主要是日常生活中的物理现象、经典物理学所适用主要是日常生活中的物理现象C、相对论的提出证明经典的物理学是完全错误的、相对论的提出证明经典的物理学是完全错误的D、量子理论使人类对微观世界的基本认识有了革命、量子理论使人类对微观世界的基本认识有了革命性的进步性的进步C3、海王星的发现是根据、海王星的发现是根据A、哥白尼日心说的推算、哥白尼日心说的推算 B、牛顿理论的推测、牛顿理论的推测C、法拉第演说计算、法拉第演说计算 D、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B第33页，本讲稿共33页