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1、关于物理学的重大进展第一页，本课件共有31页第二页，本课件共有31页第第11 11课课 物理学的重大进展物理学的重大进展第三页，本课件共有31页古希腊科学家古希腊科学家亚里士多德亚里士多德物理学的曲折发展物理学的曲折发展“落体的速度与重量成正比落体的速度与重量成正比”第四页，本课件共有31页一、经典力学一、经典力学1.近代自然科学革命发生的历史条件近代自然科学革命发生的历史条件（1）新兴的资产阶级在经济上和政治上对自然科学新兴的资产阶级在经济上和政治上对自然科学的迫切需求。的迫切需求。（2）自然科学自身发展的需要。自然科学自身发展的需要。（3）文艺复兴、地理大发现和宗教改革的推动。）文艺复兴、
2、地理大发现和宗教改革的推动。（4）科学家勇于探索的精神。科学家勇于探索的精神。第五页，本课件共有31页地心地心说说：中世中世纪时纪时，基督教会宣，基督教会宣扬扬的宇宙的宇宙观观是宇宙是宇宙是一个封是一个封闭闭的大盒子或大的大盒子或大帐帐篷，天是盒（篷）盖，篷，天是盒（篷）盖，地是盒（篷）底，圣地耶路撒冷居盒（篷）底的中地是盒（篷）底，圣地耶路撒冷居盒（篷）底的中央，日月星辰央，日月星辰悬悬挂在盖上，此即所挂在盖上，此即所谓谓的的“宇宙宇宙帐帐篷篷说说”。后来，。后来，亚亚里士多德和托勒密所提出的希腊宇宙体里士多德和托勒密所提出的希腊宇宙体系逐系逐渐渐深入人心，托深入人心，托马马斯斯阿奎那将阿奎
3、那将亚亚里士多德理里士多德理论论融入基督教神学之后，地心理融入基督教神学之后，地心理论论即即获获得了正得了正统统地位。地位。地球居宇宙中心的思想被地球居宇宙中心的思想被赋赋予了宗教意予了宗教意义义，人，人类类及及其居住的地球被置于上帝的其居住的地球被置于上帝的怀怀抱之中，沐浴着上帝抱之中，沐浴着上帝的光的光辉辉，并被圣恩所，并被圣恩所笼笼罩。上帝位罩。上帝位处处宇宙的最外宇宙的最外层层，推推动动着宇宙的运行，注着宇宙的运行，注视视着人着人类类的的一一举举一一动动。第六页，本课件共有31页提出提出太阳中心学说太阳中心学说，掀起天文学的革命，从，掀起天文学的革命，从根本上动摇了宗教神学的理论基础。
4、根本上动摇了宗教神学的理论基础。信奉信奉“日心说日心说”的布鲁的布鲁诺被教会以火刑处死。诺被教会以火刑处死。哥白尼第七页，本课件共有31页2.奠基奠基伽利略的贡献伽利略的贡献伽利略伽利略（1564164215641642），），伟大的大的意大利物理学家和天文学家，意大利物理学家和天文学家，自自幼幼聪明好学，遇事好明好学，遇事好寻根根问底。底。从不迷信教会从不迷信教会权威或盲从他人。威或盲从他人。他开他开创了以了以实验事事实为根据并具根据并具有有严密密逻辑体系和数学表述形式体系和数学表述形式的近代科学，被誉的近代科学，被誉为“近代科学近代科学之父之父”。他第一个把望。他第一个把望远镜对准准天空天
5、空进行行观测，出版了，出版了星空星空使者使者一一书。16321632年，他出版年，他出版了了关于托勒密和哥白尼两大关于托勒密和哥白尼两大世界体系的世界体系的对话，把哥白尼，把哥白尼的学的学说推到了最推到了最终胜利的利的阶段。段。第八页，本课件共有31页 1609年，伽利略创制了天文望远镜。他观测到年，伽利略创制了天文望远镜。他观测到月球表面凹凸不平，并绘制了第一幅月面图。月球表面凹凸不平，并绘制了第一幅月面图。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的的手手稿稿第九页，本课件共有31页（1）创立科学的研究方法：实验和观察。创立科学的研究方法：实验和观察。（2）物理学：实验证明力与运
6、动状态的关系，物理学：实验证明力与运动状态的关系，发现自由落体定律等。发现自由落体定律等。（3）天文学：自制望远镜观察天体并取得大天文学：自制望远镜观察天体并取得大量成果的第一人，证明了哥白尼量成果的第一人，证明了哥白尼“日心说日心说”的正的正确性。确性。第十页，本课件共有31页伽利略受审伽利略受审第十一页，本课件共有31页 牛顿出生于英国的林肯郡，牛顿出生于英国的林肯郡，1665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。学三一学院，获得学士学位。三年后又获得文学硕士学位。三年后又获得文学硕士学位。牛顿曾经长期担任英国皇家牛顿曾经长期担任英国皇家学会会长，他还担任过英国
7、学会会长，他还担任过英国议会议员，授予爵士称号。议会议员，授予爵士称号。1727年，他病逝，被安葬于威年，他病逝，被安葬于威斯敏斯特教堂，这是一种极高的斯敏斯特教堂，这是一种极高的荣誉。荣誉。牛顿（牛顿（16421727）3.创立创立牛顿力学体系牛顿力学体系第十二页，本课件共有31页1 1、在、在光学光学方面，牛顿发现了日光是由不同的颜色即不同波方面，牛顿发现了日光是由不同的颜色即不同波长的光构成的，奠定了光谱分析的基础，制作了牛顿色盘。长的光构成的，奠定了光谱分析的基础，制作了牛顿色盘。他在他在17041704年出版了年出版了光学光学一书，创立了光的一书，创立了光的“微粒说微粒说”。2 2、
8、在、在热学热学方面也有研究成果，确定了冷却定律方面也有研究成果，确定了冷却定律3 3、在、在数学数学方面，他与莱布尼兹几乎同时创立了微积分学，方面，他与莱布尼兹几乎同时创立了微积分学，同时，他还在前人研究基础上，建立了二项式定理。同时，他还在前人研究基础上，建立了二项式定理。4 4、在、在天文学天文学领域，他在领域，他在16711671年创制了反射望远镜，初步考年创制了反射望远镜，初步考察了行星的运动规律；他还解释了潮汐现象，并预言地球不察了行星的运动规律；他还解释了潮汐现象，并预言地球不是正球体，并由此说明了岁差现象。是正球体，并由此说明了岁差现象。第十三页，本课件共有31页2 2、显著特征
9、：、显著特征：3 3、意义：、意义：1 1、成就：、成就：提出物体机械运动三大定律；提出物体机械运动三大定律；万有引力定律万有引力定律代表作代表作自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理注重实验、数学化注重实验、数学化形成了以实验为基础、以数学为形成了以实验为基础、以数学为表达形式的经典力学体系。表达形式的经典力学体系。惯性定律惯性定律加速度的比例定律加速度的比例定律作用和反作用定律作用和反作用定律第十四页，本课件共有31页二、相对论的创立二、相对论的创立1.相对论提出的历史背景相对论提出的历史背景（1 1）过去的物理学以牛顿理论为基础，认为过去的物理学以牛顿理论为基础，认为时间和空间是绝对的，两
10、者是没有任何直接联时间和空间是绝对的，两者是没有任何直接联系的。系的。（2 2）1919世纪随着科学的飞速发展，科学家发现高世纪随着科学的飞速发展，科学家发现高速运动的微观粒子发生的现象，经典力学无法解释。速运动的微观粒子发生的现象，经典力学无法解释。2.创立：创立：20C初，爱因斯坦初，爱因斯坦第十五页，本课件共有31页爱因斯坦爱因斯坦（1879-19551879-1955）1905-19151905-1915年年提出了相对论，提出了相对论，发展了牛顿力学。发展了牛顿力学。第十六页，本课件共有31页爱因斯坦爱因斯坦（1879195518791955），），18791879年年3 3月月141
11、4日日诞诞诞诞生在德国生在德国生在德国生在德国乌尔姆的一个犹太人家中。乌尔姆的一个犹太人家中。18941894年举家迁居年举家迁居意大利米兰。意大利米兰。19001900年毕业于瑞士苏黎世工业大学。年毕业于瑞士苏黎世工业大学。19011901年入瑞士国籍年入瑞士国籍；19141914年任柏林大学教授，年任柏林大学教授，19331933年因受纳粹迫害而移居美国，年因受纳粹迫害而移居美国，19401940年入美国国籍年入美国国籍，19551955年年4 4月月1818日逝世。日逝世。爱因斯坦被认为是爱因斯坦被认为是最富于创造力的科学家最富于创造力的科学家，他不但，他不但创立了相对论，还提出了光量子
12、的概念，得出了光创立了相对论，还提出了光量子的概念，得出了光电效应的基本定律，并揭示了光的波粒二重性本质，电效应的基本定律，并揭示了光的波粒二重性本质，为量子力学的建立奠定了基础。为此荣获为量子力学的建立奠定了基础。为此荣获19211921年度年度的诺贝尔物理学奖。同时，他还证明了热的分子运的诺贝尔物理学奖。同时，他还证明了热的分子运动论，提出了测定分子大小的新方法。动论，提出了测定分子大小的新方法。第十七页，本课件共有31页成功的秘诀 一个爱说废话而不爱用功的青年，整天缠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。着大科学家爱因斯坦，要他公开成功的秘诀。爱因斯
13、坦厌烦了，便写了一爱因斯坦厌烦了，便写了一个公式给他：个公式给他：Axyz爱因斯坦解释道：爱因斯坦解释道：“A代表成功，代表成功，x代代表艰苦的劳动，表艰苦的劳动，y代表正确的方法代表正确的方法”“z代代表什么？表什么？”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。”爱因斯坦说爱因斯坦说第十八页，本课件共有31页有高度社会责任感的人，通常是具有良心的智识者有高度社会责任感的人，通常是具有良心的智识者。让我们轻轻地伸出我们的手，抚摸一下爱因斯坦的让我们轻轻地伸出我们的手，抚摸一下爱因斯坦的滚烫的良心：滚烫的良心：1939年年8月月2日，爱因斯坦出于对人类日，爱因斯坦出于对人
14、类命运的极大关注，命运的极大关注，写信给罗斯福总统建议美国务写信给罗斯福总统建议美国务必抢在法西斯德国之前制造出原子弹；后来，当必抢在法西斯德国之前制造出原子弹；后来，当原子弹真的从潘多拉魔盒里跳出来后，爱因斯坦原子弹真的从潘多拉魔盒里跳出来后，爱因斯坦陷入了巨大的后悔与痛苦之中，陷入了巨大的后悔与痛苦之中，自认一生最大自认一生最大错误就是建议研制原子弹。他痛心地说，错误就是建议研制原子弹。他痛心地说，“早早知如此，我宁可当个修表匠！知如此，我宁可当个修表匠！”爱因斯坦就核武器爱因斯坦就核武器问题的懊悔，代表了人类良知的高度，是人类良心问题的懊悔，代表了人类良知的高度，是人类良心发出的最强音。
15、听爱因斯坦的自责之声，我们明白发出的最强音。听爱因斯坦的自责之声，我们明白人类良知之宝贵人类良知之宝贵 请请记记住住爱爱因因斯斯坦坦的的话话吧吧：“没没有有能能独独立立思思考考和和独独立立判判断断的的有有创创造造性性的的个个人人，社会的向上发展是不可想象的。社会的向上发展是不可想象的。”第十九页，本课件共有31页19551955年年4 4月月1818日因主动脉瘤破裂逝世于普林斯顿。遵照他的遗嘱，日因主动脉瘤破裂逝世于普林斯顿。遵照他的遗嘱，不发讣告，不举行公开葬礼，不建坟墓，不立纪念碑。火化时按照不发讣告，不举行公开葬礼，不建坟墓，不立纪念碑。火化时按照他的书面遗嘱：免除所有花卉布置以及所有音
16、乐典礼。骨灰撒在永他的书面遗嘱：免除所有花卉布置以及所有音乐典礼。骨灰撒在永远对人保密的地方，为的是不使任何地方成为圣地。遗嘱执行者用远对人保密的地方，为的是不使任何地方成为圣地。遗嘱执行者用歌德悼念席勒的诗结束了那朴素的葬礼：歌德悼念席勒的诗结束了那朴素的葬礼：我们全都获益不浅，我们全都获益不浅，全世界都感谢他的教诲；全世界都感谢他的教诲；那专属他个人的东西，那专属他个人的东西，早已传遍广大人群。早已传遍广大人群。他像行将陨灭的彗星，他像行将陨灭的彗星，光华四射，光华四射，把无限的光芒同他的光把无限的光芒同他的光 芒永相连结。芒永相连结。他的主治医生贺维博士认为如此伟大的大脑，应该进行研究，
17、所以他便把他的主治医生贺维博士认为如此伟大的大脑，应该进行研究，所以他便把爱因斯坦的大脑保留了下来，并切成爱因斯坦的大脑保留了下来，并切成200200片带走。但至今没有结论。片带走。但至今没有结论。第二十页，本课件共有31页3.相对论提出的历史意义相对论提出的历史意义（1）相对论的提出是物理学领域的一次重大革命。）相对论的提出是物理学领域的一次重大革命。（2）否定了经典力学绝对时空观，发展了牛顿力学。）否定了经典力学绝对时空观，发展了牛顿力学。（3）推动物理学发展到了新的高度。）推动物理学发展到了新的高度。第二十一页，本课件共有31页学思之窗 想一想：应怎样评价牛顿和爱因斯坦的贡献？想一想：应
18、怎样评价牛顿和爱因斯坦的贡献？2 2、爱因斯坦否定了牛顿以来经典力学的绝对时空、爱因斯坦否定了牛顿以来经典力学的绝对时空观，提出了相对论，是物理学领域的一次重大革命。观，提出了相对论，是物理学领域的一次重大革命。爱因斯坦的相对论也发展了牛顿力学，将牛顿力学爱因斯坦的相对论也发展了牛顿力学，将牛顿力学概括在概括在相对论力学相对论力学之中，推动了物理学发展到一之中，推动了物理学发展到一个新的高度。个新的高度。1 1、牛顿确立的万有引力定律运动三大定律，大大推、牛顿确立的万有引力定律运动三大定律，大大推动了物理学的发展，牛顿力学研究的是宏观世界。动了物理学的发展，牛顿力学研究的是宏观世界。第二十二页
19、，本课件共有31页相对论和经典力学有何关系？相对论和经典力学有何关系？1、相对论否定了经典力学的绝对时空观；、相对论否定了经典力学的绝对时空观；2、相对论发展了牛顿力学，牛顿力学是相对论、相对论发展了牛顿力学，牛顿力学是相对论力学在低速状态下的一个特例；力学在低速状态下的一个特例；3、牛顿力学是整个力学的基础，牛顿所创造的、牛顿力学是整个力学的基础，牛顿所创造的概念，至今仍指导着人们的物理学思想。概念，至今仍指导着人们的物理学思想。第二十三页，本课件共有31页19世纪末，物理学界连续发生了三个重大事件，世纪末，物理学界连续发生了三个重大事件，这就是这就是X射线、放射性和电子的发现射线、放射性和
20、电子的发现。这三大发现。这三大发现以实验事实使得原子不可分、不变化的传统观念发生以实验事实使得原子不可分、不变化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了了动摇。物理学家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，这就是所的经典物理学体系，从根本上出现了动摇，这就是所谓的谓的“物理学危机物理学危机”。过去的物理学都以牛顿的理论为基础，认为时间过去的物理学都以牛顿的理论为基础，认为时间和空间是绝对的，两者是没有任何直接联系的。似乎和空间是绝对的，两者是没有任何直接联系的。似乎宇宙间存在着一个永远走动着的大钟，在任何情况下，宇宙间存在着一个永远走动着的大钟
21、，在任何情况下，它的速率永远都是相同的，世界上的一切运动在时间它的速率永远都是相同的，世界上的一切运动在时间上都以它为度量标准。上都以它为度量标准。第二十四页，本课件共有31页19世纪经典物理学达到巅峰状态，在人们心世纪经典物理学达到巅峰状态，在人们心目中，经典物理学已经达到近乎完美的程度。这目中，经典物理学已经达到近乎完美的程度。这时，年轻的普朗克和他的老师发生了一段对话：时，年轻的普朗克和他的老师发生了一段对话：普朗克：普朗克：“老师，我准备把我的一生都献给物老师，我准备把我的一生都献给物理理论学！理理论学！”老师：老师：“年轻人，物理学是一门已经完成年轻人，物理学是一门已经完成了了的的学
22、科，不会再有多大的发展，把一生都献给这门学科，不会再有多大的发展，把一生都献给这门学科，太可惜了。学科，太可惜了。”对对话话老老 师师 的的 预预 言言 正正 确确 吗？吗？第二十五页，本课件共有31页三、量子论的诞生与发展三、量子论的诞生与发展1.量子论诞生的历史背景量子论诞生的历史背景（1）19c末末20c初，电子和放射性的发现使人们对物初，电子和放射性的发现使人们对物质的认识深入到原子内部。质的认识深入到原子内部。（2）实验表明，微观粒子的运动不能用通常的宏观物实验表明，微观粒子的运动不能用通常的宏观物体的运动规律进行描述。体的运动规律进行描述。第二十六页，本课件共有31页2.量子论的诞
23、生、发展和量子力学量子论的诞生、发展和量子力学（1）诞生：诞生：19001900年，德国物理学家普朗克提出量子假说，宣告年，德国物理学家普朗克提出量子假说，宣告量子论诞生。量子论诞生。（2）发展：发展：爱因斯坦利用量子理论成功解释了光电效应；爱因斯坦利用量子理论成功解释了光电效应；玻尔提出了有关原子的量子理论；玻尔提出了有关原子的量子理论；2020世纪世纪3030年代，量子力学建立。（量子力学：研究年代，量子力学建立。（量子力学：研究微观世界粒子运动规律的科学。）微观世界粒子运动规律的科学。）第二十七页，本课件共有31页3.量子论的重要影响量子论的重要影响（1 1）使人类对微观世界的认识取得使
24、人类对微观世界的认识取得革命性的革命性的进步，是进步，是2020世纪最深刻、最有成就的科学理论之一。世纪最深刻、最有成就的科学理论之一。（2 2）量子论与相对论共同构成现代物理学的基础，量子论与相对论共同构成现代物理学的基础，弥补了经典力学在认识宏观世界和微观世界方面的不足。弥补了经典力学在认识宏观世界和微观世界方面的不足。（3 3）改变了人们认识世界的角度和方式。改变了人们认识世界的角度和方式。第二十八页，本课件共有31页 量子论和相对论是现代物理学的两大支柱，量子论和相对论是现代物理学的两大支柱，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，开始从宏观世界深入到微观世界开始从宏观世界深入到微观世界。量子力学和狭义相对论结合形成原子核物理学，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、氢弹和建立核电站。量子力学还指导制造原子弹、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术等奠定了理论为电子技术、半导体技术和激光技术等奠定了理论基础。基础。资料介绍资料介绍第二十九页，本课件共有31页物理学发展的过程物理学发展的过程第三十页，本课件共有31页感感谢谢大大家家观观看看第三十一页，本课件共有31页