專題七第一課近代物理學(xué)的奠基人和革命者

1、1專題七專題七 近代以來科學(xué)技術(shù)的輝煌近代以來科學(xué)技術(shù)的輝煌導(dǎo)語導(dǎo)語（一）本專題主要涉及的問題（一）本專題主要涉及的問題（二）涉及的主要理論問題（二）涉及的主要理論問題（三）學(xué)習(xí)思考（三）學(xué)習(xí)思考 為什么為什么15世紀(jì)下半葉以后西世紀(jì)下半葉以后西方的科學(xué)技術(shù)取得了輝煌的成就？方的科學(xué)技術(shù)取得了輝煌的成就？2（一）本專題主要涉及的問題（一）本專題主要涉及的問題 近代物理學(xué)中牛頓力學(xué)體系形成和愛因近代物理學(xué)中牛頓力學(xué)體系形成和愛因斯坦在理論物理學(xué)方面的革命性成就；人類斯坦在理論物理學(xué)方面的革命性成就；人類探索生命起源的歷程，重點(diǎn)涉及細(xì)胞學(xué)說、探索生命起源的歷程，重點(diǎn)涉及細(xì)胞學(xué)說、進(jìn)化論和物種起源；

2、蒸汽機(jī)應(yīng)用于生產(chǎn)給人進(jìn)化論和物種起源；蒸汽機(jī)應(yīng)用于生產(chǎn)給人類文明發(fā)展帶來的巨大變化；現(xiàn)代交通通信類文明發(fā)展帶來的巨大變化；現(xiàn)代交通通信技術(shù)的發(fā)展，改變了人類的時(shí)空概念，使人技術(shù)的發(fā)展，改變了人類的時(shí)空概念，使人類進(jìn)入電子信息時(shí)代。類進(jìn)入電子信息時(shí)代。 講述了人類認(rèn)識(shí)由低級(jí)向高級(jí)發(fā)展的歷講述了人類認(rèn)識(shí)由低級(jí)向高級(jí)發(fā)展的歷程，從科學(xué)技術(shù)層面了解人類社會(huì)發(fā)展的基程，從科學(xué)技術(shù)層面了解人類社會(huì)發(fā)展的基本特征。本特征。3（二）涉及的主要理論問題（二）涉及的主要理論問題科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新與尊重權(quán)威的科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新與尊重權(quán)威的關(guān)系關(guān)系;科學(xué)與哲學(xué)和宗教的關(guān)系科學(xué)與哲學(xué)和宗教的關(guān)系;科學(xué)技術(shù)是生產(chǎn)力以及科學(xué)科學(xué)技術(shù)是

3、生產(chǎn)力以及科學(xué)改變?nèi)祟惖拿\(yùn)等。改變?nèi)祟惖拿\(yùn)等。4（三）學(xué)習(xí)思考（三）學(xué)習(xí)思考 為什么為什么1515世紀(jì)下半葉以后西方的科學(xué)技世紀(jì)下半葉以后西方的科學(xué)技術(shù)取得了輝煌的成就？術(shù)取得了輝煌的成就？（1 1）文藝復(fù)興、宗教改革等思想）文藝復(fù)興、宗教改革等思想解放運(yùn)動(dòng)的影響；解放運(yùn)動(dòng)的影響；（2 2）資本主義的發(fā)展提供了物質(zhì)）資本主義的發(fā)展提供了物質(zhì)基礎(chǔ)；基礎(chǔ)；（3 3）科學(xué)家勇于探索的精神。）科學(xué)家勇于探索的精神。古代科學(xué)技術(shù)古代科學(xué)技術(shù)近代科學(xué)技術(shù)近代科學(xué)技術(shù)研究對象研究對象研究方法研究方法兩者關(guān)系兩者關(guān)系分門別類分門別類整體考察整體考察科學(xué)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)理論科學(xué)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)理論直觀感受，哲學(xué)思辨直觀

4、感受，哲學(xué)思辨兩相分離兩相分離密切結(jié)合密切結(jié)合古代和近代科學(xué)技術(shù)的區(qū)別古代和近代科學(xué)技術(shù)的區(qū)別【分析比較分析比較】中西近代科技發(fā)展原因比較中西近代科技發(fā)展原因比較科科學(xué)學(xué)革革命命技技術(shù)術(shù)革革命命物理學(xué)物理學(xué)領(lǐng)域領(lǐng)域生物學(xué)生物學(xué)領(lǐng)域領(lǐng)域經(jīng)典力學(xué)體系的創(chuàng)立和發(fā)展（從伽利略到牛頓）經(jīng)典力學(xué)體系的創(chuàng)立和發(fā)展（從伽利略到牛頓）量子理論的誕生（從普朗克量子理論的誕生（從普朗克到愛因斯坦）到愛因斯坦）相對論的建立（愛因斯坦）相對論的建立（愛因斯坦）進(jìn)化論理論（達(dá)爾文與赫胥黎）進(jìn)化論理論（達(dá)爾文與赫胥黎）萬能原動(dòng)機(jī)與萬能原動(dòng)機(jī)與“蒸汽機(jī)時(shí)代蒸汽機(jī)時(shí)代”（瓦特）（瓦特）電力的廣泛應(yīng)用與電力的廣泛應(yīng)用與“電氣時(shí)代

5、電氣時(shí)代”（法拉第、西門子等）（法拉第、西門子等）現(xiàn)代信息技術(shù)與信息時(shí)代現(xiàn)代信息技術(shù)與信息時(shí)代現(xiàn)代物理現(xiàn)代物理學(xué)理論的學(xué)理論的發(fā)展發(fā)展8一、近代物理學(xué)的奠基人和革命者一、近代物理學(xué)的奠基人和革命者 課標(biāo)要求課標(biāo)要求 了解經(jīng)典力學(xué)的主要內(nèi)容，了解經(jīng)典力學(xué)的主要內(nèi)容，認(rèn)識(shí)其在近代自然科學(xué)理論發(fā)認(rèn)識(shí)其在近代自然科學(xué)理論發(fā)展中的歷史地位。知道相對論、展中的歷史地位。知道相對論、量子論的主要內(nèi)容，認(rèn)識(shí)其意量子論的主要內(nèi)容，認(rèn)識(shí)其意義。義。經(jīng)典力學(xué)經(jīng)典力學(xué)體系的創(chuàng)體系的創(chuàng)立和發(fā)展立和發(fā)展量子理論的誕生量子理論的誕生（普朗克）（普朗克）相 對 論 的 建 立相 對 論 的 建 立（愛因斯坦）（愛因斯坦）現(xiàn)代

6、物理現(xiàn)代物理學(xué)理論的學(xué)理論的發(fā)展發(fā)展本課知識(shí)結(jié)構(gòu)本課知識(shí)結(jié)構(gòu)近代物理學(xué)的奠基人和革命者近代物理學(xué)的奠基人和革命者伽利略對亞里士多德伽利略對亞里士多德力學(xué)觀的否定力學(xué)觀的否定 牛頓對前人科學(xué)理論牛頓對前人科學(xué)理論的發(fā)展的發(fā)展 奠奠基基者者建建立立者者近現(xiàn)代物理學(xué)的奠基人和革命者近現(xiàn)代物理學(xué)的奠基人和革命者1 1、經(jīng)典力學(xué)的奠基者、經(jīng)典力學(xué)的奠基者伽利略（意大利、伽利略（意大利、1717世紀(jì)）世紀(jì)）經(jīng)典力學(xué)奠基者經(jīng)典力學(xué)奠基者（1717世紀(jì)初）世紀(jì)初）經(jīng)典力學(xué)建立者經(jīng)典力學(xué)建立者（1717世紀(jì)晚期）世紀(jì)晚期）從經(jīng)典力學(xué)發(fā)展到相對論、量子從經(jīng)典力學(xué)發(fā)展到相對論、量子論論（19世紀(jì)末世紀(jì)末20世紀(jì)初）

7、世紀(jì)初）伽利略（意）伽利略（意）牛頓（英）牛頓（英）愛因斯坦（德）愛因斯坦（德）普朗克（德）普朗克（德）2 2、經(jīng)典力學(xué)的建立者、經(jīng)典力學(xué)的建立者牛頓（英國、牛頓（英國、1717世紀(jì)末）世紀(jì)末）1 1、量子理論的誕生和發(fā)展、量子理論的誕生和發(fā)展普郎克（德國、普郎克（德國、19001900年）年）2 2、相對論的建立、相對論的建立愛因斯坦（德國、愛因斯坦（德國、2020世紀(jì)初）世紀(jì)初） 背景：背景： 受文藝復(fù)興、宗教改革影響，科學(xué)逐漸從神學(xué)的桎梏中解放出來；受文藝復(fù)興、宗教改革影響，科學(xué)逐漸從神學(xué)的桎梏中解放出來；資本主義發(fā)展提供了物質(zhì)基礎(chǔ)；科學(xué)家勇于探索的精神。資本主義發(fā)展提供了物質(zhì)基礎(chǔ)；科學(xué)

8、家勇于探索的精神。1 1、經(jīng)典力學(xué)的奠基者、經(jīng)典力學(xué)的奠基者伽利略（意大利）伽利略（意大利）A A、物理方面：、物理方面： B B、天文學(xué)方面：、天文學(xué)方面：突出成果突出成果創(chuàng)立自由落體定律創(chuàng)立自由落體定律制造天文望遠(yuǎn)鏡、證明哥白尼制造天文望遠(yuǎn)鏡、證明哥白尼“日心說日心說”的正確的正確性性A A、他的發(fā)現(xiàn)和他開始的、他的發(fā)現(xiàn)和他開始的科學(xué)研究方法科學(xué)研究方法，標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端，標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端. .B B、為經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立奠定了基礎(chǔ)、為經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立奠定了基礎(chǔ) C C、開創(chuàng)了近代科學(xué)，、開創(chuàng)了近代科學(xué)，被譽(yù)為被譽(yù)為“”。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn), ,計(jì)算計(jì)算亞里士多德：亞里士多德：力學(xué)觀：力學(xué)觀：

9、必須有力作用在物體上，必須有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動(dòng)，沒有力的作用，物物體才能運(yùn)動(dòng)，沒有力的作用，物體就會(huì)靜止。體就會(huì)靜止。伽利略：伽利略：通過觀察、實(shí)驗(yàn)和推理，得出結(jié)論：通過觀察、實(shí)驗(yàn)和推理，得出結(jié)論：如果運(yùn)動(dòng)物體不受阻礙，它將速度如果運(yùn)動(dòng)物體不受阻礙，它將速度保持不變地持續(xù)運(yùn)動(dòng)下去。保持不變地持續(xù)運(yùn)動(dòng)下去。突出成就：突出成就：創(chuàng)立自由落體定律創(chuàng)立自由落體定律 慣性定律慣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運(yùn)動(dòng)物理運(yùn)動(dòng)三大定律三大定律萬有引力萬有引力定律定律經(jīng)典力學(xué)體系經(jīng)典力學(xué)體系16經(jīng)典力學(xué)體系的歷史地位經(jīng)典力學(xué)體系的歷史地位理論：理論：牛頓力學(xué)體系正確地反映

10、了宏觀物體低牛頓力學(xué)體系正確地反映了宏觀物體低速運(yùn)動(dòng)的客觀規(guī)律，對自然界的力學(xué)現(xiàn)象做出速運(yùn)動(dòng)的客觀規(guī)律，對自然界的力學(xué)現(xiàn)象做出了系統(tǒng)、合理的說明，從而完成了人類對自然了系統(tǒng)、合理的說明，從而完成了人類對自然界認(rèn)識(shí)史上的第一次理論大綜合。界認(rèn)識(shí)史上的第一次理論大綜合。影響：影響：經(jīng)典力學(xué)體系的建立標(biāo)志著近代科學(xué)的經(jīng)典力學(xué)體系的建立標(biāo)志著近代科學(xué)的形成；從此科學(xué)擺脫了神學(xué)的束縛向前發(fā)展。形成；從此科學(xué)擺脫了神學(xué)的束縛向前發(fā)展。實(shí)踐：實(shí)踐：根據(jù)萬有引力定律，人們準(zhǔn)確地算出地根據(jù)萬有引力定律，人們準(zhǔn)確地算出地球的平均密度和扁平率；正確地解釋了潮汐的球的平均密度和扁平率；正確地解釋了潮汐的成因；還發(fā)現(xiàn)了

11、海王星。成因；還發(fā)現(xiàn)了海王星。 1 1、具有虛懷若谷、謙虛好學(xué)精神；、具有虛懷若谷、謙虛好學(xué)精神；2 2、勇于探索的科學(xué)精神；、勇于探索的科學(xué)精神；3 3、科學(xué)的研究方法；、科學(xué)的研究方法；4 4、甘于寂寞，獻(xiàn)身科學(xué)的精神等；、甘于寂寞，獻(xiàn)身科學(xué)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、有利的社會(huì)環(huán)境：啟蒙運(yùn)動(dòng)、英國資產(chǎn)、有利的社會(huì)環(huán)境：啟蒙運(yùn)動(dòng)、英國資產(chǎn)階級(jí)革命的洗禮階級(jí)革命的洗禮18 牛頓撿到了哪些牛頓撿到了哪些“光滑的石子光滑的石子”和和“美麗的貝殼美麗的貝殼”？ “我好像是一個(gè)在海邊玩耍的孩子，不時(shí)我好像是一個(gè)在海邊玩耍的孩子，不時(shí)為拾到比通常

12、更光滑的石子或更美麗的貝為拾到比通常更光滑的石子或更美麗的貝殼而歡欣鼓舞，而展現(xiàn)在我面前的是完全殼而歡欣鼓舞，而展現(xiàn)在我面前的是完全未探明的真理之海。未探明的真理之海?！?牛頓臨終遺言牛頓臨終遺言19牛頓（牛頓（1642-17271642-1727）著作：著作：自然哲學(xué)自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理的數(shù)學(xué)原理（16871687）他提出了物體機(jī)械他提出了物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的三大定律和運(yùn)動(dòng)的三大定律和萬有引力定律，創(chuàng)萬有引力定律，創(chuàng)建牛頓力學(xué)體系。建牛頓力學(xué)體系。20牛頓的成就與前人研究成果的關(guān)系牛頓的成就與前人研究成果的關(guān)系 “巨人肩上的思索巨人肩上的思索” 牛頓曾謙遜地說：牛頓曾謙遜地說：“如果我比別如果我比別

13、人看得遠(yuǎn)些，那是因?yàn)槲艺驹诰奕藗內(nèi)丝吹眠h(yuǎn)些，那是因?yàn)槲艺驹诰奕藗兊募缟?。的肩上?！?近代科學(xué)在否定中發(fā)展，在繼承中近代科學(xué)在否定中發(fā)展，在繼承中發(fā)展，在綜合中發(fā)展發(fā)展，在綜合中發(fā)展 質(zhì)疑與思考：經(jīng)典力學(xué)體系是最完美的物理質(zhì)疑與思考：經(jīng)典力學(xué)體系是最完美的物理學(xué)理論嗎？學(xué)理論嗎？ 1919世紀(jì)末，面對經(jīng)典物理學(xué)近乎完美的發(fā)展，世紀(jì)末，面對經(jīng)典物理學(xué)近乎完美的發(fā)展，有的物理學(xué)家表示：有的物理學(xué)家表示：“1919世紀(jì)已經(jīng)將物理大廈全部世紀(jì)已經(jīng)將物理大廈全部建成，今后物理學(xué)家只是修飾和完美這座大廈。建成，今后物理學(xué)家只是修飾和完美這座大廈?！?l 經(jīng)典物理學(xué)是以日常生活中常見的低速運(yùn)動(dòng)經(jīng)典物理學(xué)是以日

14、常生活中常見的低速運(yùn)動(dòng)的物體的物體為研究對象的為研究對象的，一旦進(jìn)入光速運(yùn)動(dòng)時(shí)，一旦進(jìn)入光速運(yùn)動(dòng)時(shí)，經(jīng)典物理學(xué)的某些結(jié)論就變得不準(zhǔn)確經(jīng)典物理學(xué)的某些結(jié)論就變得不準(zhǔn)確高速運(yùn)動(dòng)的微觀粒子發(fā)生的現(xiàn)象，是經(jīng)典力學(xué)無法解釋的！高速運(yùn)動(dòng)的微觀粒子發(fā)生的現(xiàn)象，是經(jīng)典力學(xué)無法解釋的！ 在這種背景下，相對論與量子論應(yīng)運(yùn)而生在這種背景下，相對論與量子論應(yīng)運(yùn)而生22（二）驅(qū)走烏云的太陽（二）驅(qū)走烏云的太陽（量子理論的誕生）（量子理論的誕生）1量子理論的誕生量子理論的誕生2量子理論的發(fā)展量子理論的發(fā)展3量子論和量子力學(xué)的意義量子論和量子力學(xué)的意義231量子理論的誕生量子理論的誕生（1）基礎(chǔ)：）基礎(chǔ)：（2）誕生：）誕生

15、： 奧地利物理學(xué)家斯蒂芬對黑體的研奧地利物理學(xué)家斯蒂芬對黑體的研究成果。究成果。 1900年，德國物理學(xué)家普朗克提出了年，德國物理學(xué)家普朗克提出了量子概念。并在量子概念。并在關(guān)于正常光譜能量分布關(guān)于正常光譜能量分布定律的理論定律的理論中，闡述了這一思想，標(biāo)志中，闡述了這一思想，標(biāo)志著量子理論的誕生。著量子理論的誕生。24 普朗克普朗克，生于基爾。，生于基爾。18791879年年普朗克在慕尼黑大學(xué)獲得博士學(xué)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，普大學(xué)任教。由于量子論創(chuàng)立，普朗克獲得朗克獲得19181918年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。年

16、諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。他的父親是一位杰出的法律教授。他的父親是一位杰出的法律教授。普朗克是德國人所具有的最好品普朗克是德國人所具有的最好品質(zhì)的范例：誠懇、忠于職守，他質(zhì)的范例：誠懇、忠于職守，他的業(yè)余愛好是音樂，在這方面表的業(yè)余愛好是音樂，在這方面表現(xiàn)了專業(yè)藝術(shù)才干；另一項(xiàng)業(yè)余現(xiàn)了專業(yè)藝術(shù)才干；另一項(xiàng)業(yè)余愛好是他一直堅(jiān)持到晚年的登山愛好是他一直堅(jiān)持到晚年的登山運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)。 252量子理論的發(fā)展量子理論的發(fā)展（1 1）德國愛因斯坦：）德國愛因斯坦：將量子理論推廣將量子理論推廣到光學(xué)中，成功解釋了光電效應(yīng)，到光學(xué)中，成功解釋了光電效應(yīng)，得出光具有波粒二象性的結(jié)論。得出光具有波粒二象性的結(jié)論。（2 2）法

17、國德布羅意：）法國德布羅意：提出物質(zhì)波理論。提出物質(zhì)波理論。（3 3）數(shù)年后，）數(shù)年后，奧地利、德國奧地利、德國的物理學(xué)的物理學(xué)家建立了量子力學(xué)。家建立了量子力學(xué)。263量子論和量子力學(xué)的意義量子論和量子力學(xué)的意義（1 1）量子力學(xué)標(biāo)志著人類對客觀規(guī)）量子力學(xué)標(biāo)志著人類對客觀規(guī)律的認(rèn)識(shí)，開始從律的認(rèn)識(shí)，開始從宏觀世界宏觀世界深入到深入到微觀世界微觀世界。（2 2）量子理論讓人們從）量子理論讓人們從根本上根本上改變改變了近代物理學(xué)中的傳統(tǒng)觀念，使物了近代物理學(xué)中的傳統(tǒng)觀念，使物理學(xué)乃至整個(gè)自然科學(xué)的觀念都發(fā)理學(xué)乃至整個(gè)自然科學(xué)的觀念都發(fā)生了生了重大變革重大變革。27（三）愛因斯坦的（三）愛因斯坦

18、的“時(shí)空時(shí)空”（相對論的建立）（相對論的建立） 1狹義相對論狹義相對論 2廣義相對論廣義相對論 3相對論建立的意義相對論建立的意義28狹義相對論發(fā)表狹義相對論發(fā)表100100周年，周年，也許全世界只有幾十個(gè)人能完全理解他的真諦，也許全世界只有幾十個(gè)人能完全理解他的真諦，但這并不能掩蓋相對論對人類生活的巨大改變。但這并不能掩蓋相對論對人類生活的巨大改變。 29 關(guān)于相對論，有人說：這個(gè)形式簡潔關(guān)于相對論，有人說：這個(gè)形式簡潔優(yōu)美的理論蘊(yùn)藏了太多令人驚訝的內(nèi)優(yōu)美的理論蘊(yùn)藏了太多令人驚訝的內(nèi)容，容，100100年來，人們時(shí)時(shí)從中悟出宇宙年來，人們時(shí)時(shí)從中悟出宇宙層出不窮的奧秘，直到今天，這里還層出不

19、窮的奧秘，直到今天，這里還有很多內(nèi)容沒有被我們悟透。有很多內(nèi)容沒有被我們悟透。這個(gè)這個(gè)“優(yōu)美的理論優(yōu)美的理論”包含了哪些主要包含了哪些主要內(nèi)容呢？讓我們一起來領(lǐng)略相對論內(nèi)容呢？讓我們一起來領(lǐng)略相對論的奧妙。的奧妙。 301狹義相對論狹義相對論（1）提出：）提出：（2）內(nèi)容：）內(nèi)容：（3）認(rèn)識(shí)：）認(rèn)識(shí)： 19051905年，愛因斯坦發(fā)表年，愛因斯坦發(fā)表論動(dòng)體的電論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)動(dòng)力學(xué)，創(chuàng)立狹義相對論。，創(chuàng)立狹義相對論。 相對性原理和光速不變原理；時(shí)間和相對性原理和光速不變原理；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)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。（速度的變化而變化。（E

20、=mc2E=mc2） 否認(rèn)了牛頓力學(xué)的絕對時(shí)空觀點(diǎn)，是否認(rèn)了牛頓力學(xué)的絕對時(shí)空觀點(diǎn)，是對牛頓力學(xué)的繼承和發(fā)展。對牛頓力學(xué)的繼承和發(fā)展。31“天上方一日，人間已一年天上方一日，人間已一年” 乘坐乘坐“光子火箭光子火箭”的星際旅行的星際旅行 乘坐乘坐“光子火箭光子火箭”以光速作以光速作星際旅行，回到地球時(shí)，我們會(huì)星際旅行，回到地球時(shí)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)什么變化？發(fā)現(xiàn)什么變化？32 這個(gè)故事形象地說明了時(shí)間和空間這個(gè)故事形象地說明了時(shí)間和空間的相對性。的相對性。 愛因斯坦關(guān)于相對論的比喻。愛因斯坦關(guān)于相對論的比喻。 為了對這一深?yuàn)W的理論做通俗的說明，愛為了對這一深?yuàn)W的理論做通俗的說明，愛因斯坦曾經(jīng)風(fēng)趣地對一

21、名男青年說：因斯坦曾經(jīng)風(fēng)趣地對一名男青年說：“我打個(gè)我打個(gè)比方，比如你屁股坐在火爐上烤和坐在公園柳比方，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愛，那么，同樣的時(shí)間你覺蔭下與女士談情說愛，那么，同樣的時(shí)間你覺得哪一個(gè)更長？得哪一個(gè)更長？”男青年說：男青年說：“當(dāng)然坐在火爐當(dāng)然坐在火爐上烤的時(shí)間覺得長久。上烤的時(shí)間覺得長久?！睈垡蛩固拐f：愛因斯坦說：“這就這就是我的相對論內(nèi)容。是我的相對論內(nèi)容?！?32廣義相對論廣義相對論（1）提出：）提出：（2）內(nèi)容：）內(nèi)容：（3）認(rèn)識(shí)：）認(rèn)識(shí)： 1916 1916年，愛因斯坦把狹義相對論推廣到年，愛因斯坦把狹義相對論推廣到加速運(yùn)動(dòng)的參考系中，建立了

22、廣義相對論。加速運(yùn)動(dòng)的參考系中，建立了廣義相對論。 物質(zhì)存在的現(xiàn)實(shí)空間不是平坦的，而是物質(zhì)存在的現(xiàn)實(shí)空間不是平坦的，而是彎曲的；空間彎曲的程度體現(xiàn)為引力場強(qiáng)度；彎曲的；空間彎曲的程度體現(xiàn)為引力場強(qiáng)度；時(shí)間、空間不是獨(dú)立的實(shí)在，它們是物質(zhì)存時(shí)間、空間不是獨(dú)立的實(shí)在，它們是物質(zhì)存在的形式。在的形式。 它第一次闡述了四維時(shí)空和物質(zhì)的分布它第一次闡述了四維時(shí)空和物質(zhì)的分布相聯(lián)系的重要思想。相聯(lián)系的重要思想。34愛因斯坦的愛因斯坦的“時(shí)空彎曲時(shí)空彎曲”概念概念353相對論建立的意義相對論建立的意義（1 1）愛因斯坦相對論的建立，是對近代物理學(xué)）愛因斯坦相對論的建立，是對近代物理學(xué)理論框架的重大突破，它不

23、僅理論框架的重大突破，它不僅揭示了空間、揭示了空間、時(shí)間的可變性時(shí)間的可變性，時(shí)空的變化和時(shí)空結(jié)構(gòu)同物時(shí)空的變化和時(shí)空結(jié)構(gòu)同物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)和狀態(tài)密不可分質(zhì)的運(yùn)動(dòng)和狀態(tài)密不可分。（2 2）這種全新的時(shí)空觀、運(yùn)動(dòng)觀和物質(zhì)觀的形）這種全新的時(shí)空觀、運(yùn)動(dòng)觀和物質(zhì)觀的形成，是成，是人類思想發(fā)展史中的一次根本性變革人類思想發(fā)展史中的一次根本性變革，對整個(gè)自然科學(xué)和哲學(xué)都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。對整個(gè)自然科學(xué)和哲學(xué)都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。（3 3）相對論）相對論同量子理論同量子理論一起，構(gòu)成了一起，構(gòu)成了現(xiàn)代物理現(xiàn)代物理學(xué)的基本理論框架學(xué)的基本理論框架。 由于相對論的觀點(diǎn)與人們的日常經(jīng)驗(yàn)不太由于相對論的觀點(diǎn)與人們的日常經(jīng)

24、驗(yàn)不太一致，甚至有著尖銳的沖突，相對論從一開始一致，甚至有著尖銳的沖突，相對論從一開始就受到包括一些科學(xué)家在內(nèi)的很多人的反對。就受到包括一些科學(xué)家在內(nèi)的很多人的反對。19211921年愛因斯坦獲得了諾貝爾獎(jiǎng)，當(dāng)時(shí)不少德年愛因斯坦獲得了諾貝爾獎(jiǎng)，當(dāng)時(shí)不少德國的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者威脅說，如果給相對論授國的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者威脅說，如果給相對論授獎(jiǎng)，他們就要退回已獲得的獎(jiǎng)?wù)?，結(jié)果評(píng)選委獎(jiǎng)，他們就要退回已獲得的獎(jiǎng)?wù)拢Y(jié)果評(píng)選委員會(huì)只好讓愛因斯坦作為光電效應(yīng)理論的建立員會(huì)只好讓愛因斯坦作為光電效應(yīng)理論的建立者得獎(jiǎng)，者得獎(jiǎng)，相對論始終沒有獲得諾貝爾獎(jiǎng)。相對論始終沒有獲得諾貝爾獎(jiǎng)。但相但相對論在物理學(xué)上卻非常合理且

25、為實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。對論在物理學(xué)上卻非常合理且為實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。想一想想一想: :上述現(xiàn)象說明了什么問題上述現(xiàn)象說明了什么問題? ?給我們什么啟發(fā)給我們什么啟發(fā)? ?說明：說明：象許多事物一樣，科學(xué)的發(fā)展道路也并非一帆象許多事物一樣，科學(xué)的發(fā)展道路也并非一帆風(fēng)順，往往會(huì)遇到很多阻力。風(fēng)順，往往會(huì)遇到很多阻力。啟示：啟示：要敢于懷疑常識(shí)，勇于創(chuàng)新，因?yàn)榧词股钪幸矣趹岩沙ＷR(shí)，勇于創(chuàng)新，因?yàn)榧词股钪辛?xí)以為常、看起來無懈可擊的規(guī)律也可能是不科學(xué)的。習(xí)以為常、看起來無懈可擊的規(guī)律也可能是不科學(xué)的。量子論的意義（了解）量子論的意義（了解） 量子論和相對論量子論和相對論是現(xiàn)代物理學(xué)的是現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支兩大支柱

26、柱，量子論的形成標(biāo)志著人類對于客觀規(guī)律，量子論的形成標(biāo)志著人類對于客觀規(guī)律的認(rèn)識(shí)，開始從的認(rèn)識(shí)，開始從宏觀世界宏觀世界深入到深入到微觀世界。微觀世界。 量子力學(xué)和狹義相對論結(jié)合形成原子核量子力學(xué)和狹義相對論結(jié)合形成原子核物理學(xué)，指導(dǎo)制造原子彈、氫彈和建立核電物理學(xué)，指導(dǎo)制造原子彈、氫彈和建立核電站。量子力學(xué)還為電子技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和站。量子力學(xué)還為電子技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和激光技術(shù)等奠定了理論基礎(chǔ)。激光技術(shù)等奠定了理論基礎(chǔ)。3839成功的秘訣成功的秘訣 一個(gè)愛說廢話而不愛用功的青年，整天一個(gè)愛說廢話而不愛用功的青年，整天纏著大科學(xué)家愛因斯坦，要他公開成功的纏著大科學(xué)家愛因斯坦，要他公開成功的秘訣。

27、愛因斯坦厭煩了，便寫了一秘訣。愛因斯坦厭煩了，便寫了一 個(gè)公式個(gè)公式給他：給他：Axyz 愛因斯坦解釋道：愛因斯坦解釋道：“A代表成功，代表成功，x代表艱苦的勞動(dòng)，代表艱苦的勞動(dòng)，y代表代表正確的方法正確的方法” “z代表什么？代表什么？”青年迫青年迫不及待地問。不及待地問。“代表少說廢話。代表少說廢話。”愛因斯愛因斯坦說坦說40相對論與牛頓力學(xué)的關(guān)系怎樣？相對論與牛頓力學(xué)的關(guān)系怎樣？ 相對論相對論打破打破了牛頓以來傳統(tǒng)的了牛頓以來傳統(tǒng)的絕對絕對時(shí)空觀時(shí)空觀，但，但并非全盤否定并非全盤否定牛頓力學(xué)。牛牛頓力學(xué)。牛頓力學(xué)反映的是頓力學(xué)反映的是宏觀物體低速運(yùn)動(dòng)的客宏觀物體低速運(yùn)動(dòng)的客觀規(guī)律觀規(guī)律，

28、而狹義相對論反映的是，而狹義相對論反映的是物體高物體高速運(yùn)動(dòng)的客觀規(guī)律速運(yùn)動(dòng)的客觀規(guī)律，是對牛頓力學(xué)的，是對牛頓力學(xué)的繼繼承和發(fā)展承和發(fā)展。牛頓力學(xué)是相對論的一種。牛頓力學(xué)是相對論的一種特特例例（物體低速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)），包括在相對（物體低速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)），包括在相對論體系中。論體系中。伽利略伽利略（1564156416421642）意大利（經(jīng)典力學(xué)的奠基者）意大利（經(jīng)典力學(xué)的奠基者）牛頓牛頓（1642164217271727） 英國英國 普朗克普朗克（1858185819471947） 德國德國 愛因斯坦愛因斯坦（1879187919551955）物理學(xué)革命物理學(xué)革命20世紀(jì)物理學(xué)的兩大世紀(jì)物理學(xué)的兩

29、大支柱支柱經(jīng)典力學(xué)體系經(jīng)典力學(xué)體系 近代自然科學(xué)的形成近代自然科學(xué)的形成從此科學(xué)擺脫了神學(xué)的束縛向前發(fā)展。從此科學(xué)擺脫了神學(xué)的束縛向前發(fā)展。標(biāo)志：標(biāo)志：16871687自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理相對論相對論量子論量子論（1900年）年）近代科學(xué)之父近代科學(xué)之父 實(shí)驗(yàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)科學(xué)科學(xué)家科學(xué)家主要成就主要成就意義意義伽利略伽利略牛頓牛頓普朗克普朗克近代物理學(xué)發(fā)展過程中的主要成就及意義近代物理學(xué)發(fā)展過程中的主要成就及意義自由落體定律自由落體定律勻速運(yùn)動(dòng)、勻加速運(yùn)動(dòng)勻速運(yùn)動(dòng)、勻加速運(yùn)動(dòng)用自制的望遠(yuǎn)鏡證明了哥白用自制的望遠(yuǎn)鏡證明了哥白尼的尼的“日心說日心說”為經(jīng)典力學(xué)奠定基礎(chǔ)為經(jīng)典力學(xué)奠定基礎(chǔ)

30、 證明哥白尼的證明哥白尼的“日心說日心說”的正確性的正確性自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理（物體運(yùn)動(dòng)三大定律和萬有引物體運(yùn)動(dòng)三大定律和萬有引力定律）力定律）運(yùn)動(dòng)三定律是近運(yùn)動(dòng)三定律是近代物理學(xué)的重要代物理學(xué)的重要支柱支柱相對性原理、光速不變原理相對性原理、光速不變原理相對論（狹義、廣義）相對論（狹義、廣義）量子理論量子理論愛因斯坦愛因斯坦近代物理學(xué)理論近代物理學(xué)理論框架的重大突破框架的重大突破繼承和發(fā)展了繼承和發(fā)展了牛頓力學(xué)牛頓力學(xué)構(gòu)成現(xiàn)代物理構(gòu)成現(xiàn)代物理學(xué)的基本理論學(xué)的基本理論框架框架經(jīng)典力學(xué)是近代經(jīng)典力學(xué)是近代自然科學(xué)理論體自然科學(xué)理論體系中最先成熟和系中最先成熟和完善的核心理論完善的核心理論體系體系431創(chuàng)立了自由落體定律，從而推翻了亞里創(chuàng)立了自由落體定律，從而推翻了亞里斯多德的學(xué)說的是（斯多德的學(xué)說的是（ ） A、伽利略、伽利略