近代物理學(xué)的奠基人和革命者之四

1、近代物理學(xué)的奠基人和革命者課件之四第1頁，共28頁，2022年，5月20日，18點52分，星期三專題七：近代以來科學(xué)技術(shù)的輝煌本專題總體知識結(jié)構(gòu) 科學(xué)革命技術(shù)革命物理學(xué)領(lǐng)域生物學(xué)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）量子理論的誕生（從普朗克到愛因斯坦）相對論的建立（愛因斯坦）進(jìn)化論理論（達(dá)爾文與赫胥黎）萬能原動機與“蒸汽機時代”（瓦特）電力的廣泛應(yīng)用與“電氣時代”（法拉第、西門子、愛迪生等）現(xiàn)代信息技術(shù)與信息時代現(xiàn)代物理學(xué)理論的發(fā)展第2頁，共28頁，2022年，5月20日，18點52分，星期三探索發(fā)現(xiàn) 近代物理學(xué)的奠基人和革命者第3頁，共28頁，2022年，5月20日，18點52分，星

2、期三 材料一：人的思維創(chuàng)造一直在改變一個宇宙圖景。伽利略對科學(xué)的貢獻(xiàn)就在于毀滅直覺的觀點而用新的觀點來代替它。這就是伽利略的發(fā)現(xiàn)的重大意義。 摘自愛因斯坦談伽利略的貢獻(xiàn)1、直覺的觀點和新的觀點分別指什么？2、伽利略對科學(xué)理論的貢獻(xiàn)是什么？飛躍之一:從經(jīng)驗力學(xué)到經(jīng)典力學(xué)第4頁，共28頁，2022年，5月20日，18點52分，星期三1、經(jīng)典力學(xué)的奠基人伽利略 亞里士多德 ：力學(xué)觀：有力則動，無力則靜伽利略 ：通過觀察、實驗和推理，得出結(jié)論：若不受阻則恒動突出成就：創(chuàng)立自由落體定律飛躍之一否定前人第5頁，共28頁，2022年，5月20日，18點52分，星期三 材料二：真理不在蒙滿灰塵的權(quán)威著作中，而

3、是在宇宙、自然界這部偉大的無字書中。 在他離開人世的前夕，他還重復(fù)著這樣一句話：“追求科學(xué)需要特殊的勇氣?！辟だ哉Z錄材料三：恩格斯稱他是“不管有何障礙，都能不顧一切而打破舊說，創(chuàng)立新說的巨人之一”。敢于否定權(quán)威，敢于探索的精神學(xué)習(xí)探究一第6頁，共28頁，2022年，5月20日，18點52分，星期三我所認(rèn)識的他第7頁，共28頁，2022年，5月20日，18點52分，星期三 “我好像是一個在海邊玩耍的孩子，不時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)在我面前的是完全未探明的真理之海。” 牛頓臨終遺言你知道牛頓撿到了哪些“光滑的石子”和“美麗的貝殼”？第8頁，共28頁，2022年，

4、5月20日，18點52分，星期三2.經(jīng)典力學(xué)的建立者牛頓經(jīng)典力學(xué)體系牛頓運動三定律慣性定律加速度定律作用和反作用力定律萬有引力定律第9頁，共28頁，2022年，5月20日，18點52分，星期三、經(jīng)典力學(xué)體系的歷史地位理論的綜合：牛頓的運動三定律構(gòu)成了近代力學(xué)體系的基礎(chǔ)，成為整個近代物理學(xué)的重要支柱。牛頓力學(xué)體系對自然界的力學(xué)現(xiàn)象做了系統(tǒng)合理的說明，從而完成了人類對自然界認(rèn)識史上的第一次理論大綜合。成為近代科學(xué)形成的標(biāo)志。實踐的驗證：根據(jù)萬有引力定律，人們準(zhǔn)確地算出了地球的平均密度和扁平率，正確地解釋了潮汐的成因。 自然界和自然規(guī)律隱藏在黑暗中, 上帝說，讓牛頓出生吧！于是一切都是光明。蒲伯第1

5、0頁，共28頁，2022年，5月20日，18點52分，星期三1781年天王星被發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家用牛頓力學(xué)計算它的軌道，可是計算結(jié)果總是同觀測紀(jì)錄不大相符。經(jīng)反復(fù)核算，觀測無誤。那問題是否出現(xiàn)在牛頓力學(xué)上面？法國的勒維列和英國的亞當(dāng)斯堅信牛頓力學(xué)的正確，大膽猜想計算結(jié)果之所以不理想，是因為太陽系中還有一顆未知的行星，我們沒有考慮到它對天王星的引力作用。他們用牛頓力學(xué)算出了這顆未知行星的位置和質(zhì)量。1848年9月23日，柏林天文臺臺長在收到勒維列來信的當(dāng)晚，用望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)勒維列所指出的位置，一下子就看到了一顆新的行星海王星。勒維列無需觀測星空，就在筆尖上發(fā)現(xiàn)了新行星。牛頓力學(xué)又創(chuàng)造了新的奇跡。 海王星和

6、冥王星的發(fā)現(xiàn)第11頁，共28頁，2022年，5月20日，18點52分，星期三哈雷慧星軌道的推算 長期以來，人們一直認(rèn)為彗星是神秘的，不吉利的災(zāi)星，根本不能用科學(xué)來說明。牛頓的好友哈雷用牛頓力學(xué)算出了1682年出現(xiàn)的彗星的軌道，指出它的回歸周期是7576年，由此預(yù)言它將在1758年再次出現(xiàn)。53年以后的1758年（當(dāng)時哈雷已去世），這顆彗星果然如期出現(xiàn)。哈雷慧星的發(fā)現(xiàn)驗證了萬有引力定律的科學(xué)性。第12頁，共28頁，2022年，5月20日，18點52分，星期三牛頓成就與前人之間的關(guān)系 牛頓曾謙遜地說“如果我比別人看得遠(yuǎn)些，那是因為我站在巨人們的肩上。牛頓成功的條件：關(guān)系：前人的基礎(chǔ)（伽利略 、笛卡

7、爾、開普勒）；注重實驗近代科學(xué)在否定中發(fā)展、在繼承中發(fā)展、在綜合中發(fā)展學(xué)習(xí)探究二第13頁，共28頁，2022年，5月20日，18點52分，星期三 19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：“19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?！?經(jīng)典物理學(xué)是以日常生活中常見的低速運動的物體為研究對象的，一旦進(jìn)入光速運動時，經(jīng)典物理學(xué)的某些結(jié)論就變得不準(zhǔn)確。第14頁，共28頁，2022年，5月20日，18點52分，星期三飛躍之二：從宏觀力學(xué)到現(xiàn)代物理學(xué)1、量子力學(xué)的誕生標(biāo)志：關(guān)于正常光譜能量分布定律的理論意義： 量子力學(xué)標(biāo)志著人類對客觀規(guī)律的認(rèn)識，開始從宏觀世界

8、深入到微觀世界。第15頁，共28頁，2022年，5月20日，18點52分，星期三 你不熟悉的他！1879年出生在德國的莫個小城 三歲多還不會講話 父母擔(dān)心他的智能是否會不及常人，直到10歲才送去上學(xué) 當(dāng)年被校長認(rèn)為“干什么都不會有作為”的笨學(xué)生 第16頁，共28頁，2022年，5月20日，18點52分，星期三 愛因斯坦出于對人類命運的極大關(guān)注，寫信建議美國務(wù)必?fù)屧诜ㄎ魉沟聡爸圃斐鲈訌?；后來，?dāng)原子彈真的從潘多拉魔盒里跳出來后，愛因斯坦陷入了巨大的后悔與痛苦之中，自認(rèn)一生最大錯誤就是建議研制原子彈。他痛心地說，“早知如此，我寧可當(dāng)個修表匠！” 反戰(zhàn)使者第17頁，共28頁，2022年，5月2

9、0日，18點52分，星期三這個故事形象地說明了時間和空間的相對性。 為了對這一深奧的理論做通俗的說明，愛因斯坦曾經(jīng)風(fēng)趣地對一名男青年說：“我打個比方，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，同樣的時間你覺得哪一個更長？”男青年說：“當(dāng)然坐在火爐上烤的時間覺得長久。”愛因斯坦說：“這就是我的相對論內(nèi)容?！睈垡蛩固龟P(guān)于相對論的比喻。第18頁，共28頁，2022年，5月20日，18點52分，星期三 （1）、狹義相對論 1905年，愛因斯坦發(fā)表了論動體的電動力學(xué)，創(chuàng)立了狹義相對論。狹義相對論認(rèn)為：時間和空間都與物質(zhì)的運動有關(guān)，隨著物質(zhì)運動速度的變化而變化。、愛因斯坦的“時空”相對論

10、第19頁，共28頁，2022年，5月20日，18點52分，星期三（2）、廣義相對論1916年，愛因斯坦又建立了廣義相對論。 廣義相對論認(rèn)為，物質(zhì)存在的現(xiàn)實空間不是平坦的，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)為引力場強度。 廣義相對論第一次闡述了四維時空和物質(zhì)的分布相聯(lián)系的重要思想。第20頁，共28頁，2022年，5月20日，18點52分，星期三“天上方一日，人間已一年” 乘坐“光子火箭”以光速作星際旅行，回到地球時，我們會發(fā)現(xiàn)什么變化？相對論能修正GPS（全球定位系統(tǒng)） 全球定位系統(tǒng)GPS的應(yīng)用也已普及化了，許多城市的公共汽車、出租車上都安裝了它。早期的GPS

11、接收器確定物體位置的誤差是在15米范圍內(nèi)，這個誤差可以用愛因斯坦相對論來修正。第21頁，共28頁，2022年，5月20日，18點52分，星期三經(jīng)驗力學(xué)（中世紀(jì)）經(jīng)典力學(xué)（17世紀(jì)）現(xiàn)代物理學(xué)（19世紀(jì)末20世紀(jì)初）伽利略（意）牛頓（英）普朗克（德）愛因斯坦（德）物理學(xué)的發(fā)展歷程亞里士多德第22頁，共28頁，2022年，5月20日，18點52分，星期三經(jīng)典力學(xué)體系的創(chuàng)立和發(fā)展量子理論的誕生(從普朗克到愛因斯坦) 相對論的建立（愛因斯坦）現(xiàn)代物理學(xué)理論的發(fā)展近代物理學(xué)的奠基人和革命者伽利略是經(jīng)典力學(xué)的奠基者(自由落體定律）牛頓是經(jīng)典力學(xué)的建立者（運動三定律和萬有引力定律）知識結(jié)構(gòu)第23頁，共28頁

12、，2022年，5月20日，18點52分，星期三選擇題1、(2009年上海春季)法國數(shù)學(xué)家和天文學(xué)家拉普拉斯曾經(jīng)這樣說過：“不會產(chǎn)生兩個牛頓，因為要發(fā)現(xiàn)的世界只有一個?！迸ｎD所發(fā)現(xiàn)的“世界”是指 ( ) A微積分 B反射望遠(yuǎn)鏡 C光的色散原理 D三大運動定律D2、(2008江蘇單科)一位科學(xué)家的墓碑上鐫刻著這樣的銘文：“他以神一般的力量第一個說明了行星的運動和圖像?！边@位科學(xué)家應(yīng)該是 ( ) A伽利略 B牛頓 C愛因斯坦 D普朗克B第24頁，共28頁，2022年，5月20日，18點52分，星期三3、牛頓曾經(jīng)說過：“如果說我看得遠(yuǎn)，那是因為我站在巨人的肩膀上?！闭钦驹谫だ浴㈤_普勒等巨人的肩膀上

13、，牛頓才建立起宏偉的經(jīng)典力學(xué)大廈，這座大廈建立起來的標(biāo)志是 ( ) A關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話發(fā)表 B物種起源發(fā)表 C自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理發(fā)表 D純粹理性批判發(fā)表4、(2007年廣東單科，25)20世紀(jì)初，物理學(xué)本身發(fā)生了一場革命性的變化。下列選項中推動這一變化的是 A電的發(fā)明和利用 B量子論的提出和發(fā)展 C經(jīng)典力學(xué)的發(fā)展 D原子能在軍事上的應(yīng)用5、“使人類克服了經(jīng)典物理學(xué)的危機，對微觀世界的基本認(rèn)識有了革命性的進(jìn)步”指的是 ( ) A牛頓力學(xué)體系的建立 B相對論的提出 C自由落體定律的提出 D量子論的提出CBD第25頁，共28頁，2022年，5月20日，18點52分，星期三6、(2

14、007海南單科，19)20世紀(jì)初，愛因斯坦相對論的提出是物理學(xué)的一場變革。它 ( ) A否定了經(jīng)典力學(xué)體系 B打破了絕對時空觀 C徹底解決了19世紀(jì)以來物理學(xué)面臨的危機 D標(biāo)志著對物質(zhì)世界的認(rèn)識開始進(jìn)入微觀粒子世界7、打破了經(jīng)典物理學(xué)的絕對化思維，為人們提供了辯證地看待世界的途徑的成就是 ( ) A相對論的提出 B自由落體運動規(guī)律的提出 C量子論的提出 D萬有引力定律的提出BA第26頁，共28頁，2022年，5月20日，18點52分，星期三 8、對于愛因斯坦創(chuàng)立的相對論與牛頓力學(xué)的關(guān)系，比較準(zhǔn)確的說法是 ( ) A前者完全否定了后者 B前者發(fā)展和概括了后者 C后者發(fā)展了前者 D前者融合了后者 9、(2009廣東汕頭)下列事件按因果關(guān)系排列正確的是 牛頓力學(xué)體系的建立 愛因斯坦相對論 啟蒙運動興起 三民主義 A B C D BB第27頁，共28頁，2022年，5月20日，18點52分，星期三 1955年4月18日，愛因斯坦因主動脈瘤破裂逝世于普林斯頓。遵照他的遺囑，不發(fā)訃告，不舉行公開葬禮，不建墳?zāi)?，不立紀(jì)念碑?；鸹瘯r按照他的書面遺囑：免除所有花