一、近代物理學(xué)的奠基人和革命者(備)

古代科學(xué)技術(shù)近代科學(xué)技術(shù)研究對(duì)象研究方法兩者關(guān)系近代科學(xué)技術(shù)的產(chǎn)生分門別類整體考察科學(xué)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)理論直觀感受，哲學(xué)思辨兩相分離密切結(jié)合1、時(shí)間：15世紀(jì)下半葉2、原因：

（1）經(jīng)濟(jì)上：西歐封建社會(huì)內(nèi)部逐漸產(chǎn)生了資本主義的生產(chǎn)方式。（2）思想上：文藝復(fù)興使人從長(zhǎng)期的基督教神學(xué)的束縛中解放出來。3、古代和近代科學(xué)技術(shù)的區(qū)別一、近代物理學(xué)的奠基人和革命者一、認(rèn)識(shí)上的飛躍

（經(jīng)典力學(xué)體系的創(chuàng)立和發(fā)展）1.經(jīng)典力學(xué)的奠基者—意大利科學(xué)家伽利略（1）伽利略對(duì)亞里士多德力學(xué)觀的否定（2）開創(chuàng)科學(xué)的研究方法：（觀察、實(shí)驗(yàn)、推理）（3）突出成就：創(chuàng)立自由落體定律亞里士多德：力學(xué)觀：有力則動(dòng)，無力則靜否定前人伽利略：若不受阻則恒動(dòng)創(chuàng)立自由落體定律我所認(rèn)識(shí)的他

牛頓個(gè)人檔案1.出生：2.婚姻：3.愛好：4.名言1642年1月4日(伽利略逝世),只有三磅重終生未娶“我好像是一個(gè)在海邊玩耍的孩子，不時(shí)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?！弊x書，對(duì)自然現(xiàn)象有好奇心，制作小工具、小技巧、小發(fā)明、小試驗(yàn)。

牛頓撿到了哪些“光滑的石子”和“美麗的貝殼”？

2、牛頓對(duì)前人科學(xué)理論的發(fā)展（1）科學(xué)巨著：《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》慣性定律加速度定律作用和反作用定律萬有引力定律（2）經(jīng)典力學(xué)體系的主要內(nèi)容：牛頓運(yùn)動(dòng)三定律經(jīng)典力學(xué)體系江蘇省儀征中學(xué)王玉兵教學(xué)課件8大自然和自然定律都在黑暗中躲藏，上帝說，讓牛頓問世！于是一切都有了光明。

——英國詩人蒲伯(1688-1744)

《牛頓的哲學(xué)原理》

牛頓以他對(duì)天地萬物的寥寥數(shù)條規(guī)律的精美絕倫的概括，彰顯了人的理性的偉大，暴露了宗教非理性的荒謬。

啟蒙運(yùn)動(dòng)《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》牛頓為工業(yè)革命創(chuàng)造了一把科學(xué)的鑰匙，瓦特拿著這把鑰匙開啟了工業(yè)革命的大門。11煮懷表

牛頓從事科學(xué)研究時(shí)非常專心，時(shí)常忘卻生活中的小事。有一次，給牛頓做飯的老太太有事要出去，就把雞蛋放在桌子上說：“先生！我出去買東西，請(qǐng)您自己煮個(gè)雞蛋吃吧，水已經(jīng)在燒了！”正在聚精會(huì)神地計(jì)算的牛頓，頭也不抬地“嗯”了一聲。老保姆回來以后問牛頓煮了雞蛋沒有，牛頓頭也沒抬地說：“煮了！”老太太掀開鍋蓋一看，驚呆了：鍋里居然煮了一塊懷表，雞蛋卻還在原地放著。原來牛頓忙于計(jì)算，胡亂把懷表扔到了鍋里。

作為大學(xué)教授，牛頓常常忙得不修邊幅，往往領(lǐng)帶不結(jié)，襪帶不系好，馬褲也不紐扣，就走進(jìn)了大學(xué)餐廳。有一次，他在向一位姑娘求婚時(shí)思想又開了小差，他腦海了只剩下了無窮量的二項(xiàng)式定理。他抓住姑娘的手指，錯(cuò)誤的把它當(dāng)成通煙斗的通條，硬往煙斗里塞，痛得姑娘大叫，離他而去。牛頓也因此終生未娶。３、經(jīng)典力學(xué)體系的歷史地位理論的綜合：①牛頓的運(yùn)動(dòng)三定律構(gòu)成了近代力學(xué)體系的基礎(chǔ)，成為整個(gè)近代物理學(xué)的重要支柱。②牛頓力學(xué)體系對(duì)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(duì)自然界認(rèn)識(shí)史上的第一次理論大綜合。③成為近代科學(xué)形成的標(biāo)志。實(shí)踐的驗(yàn)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。海王星和冥王星的發(fā)現(xiàn)哈雷慧星軌道的推算

長(zhǎng)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75—76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(shí)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(yàn)證了萬有引力定律的科學(xué)性。

19世紀(jì)經(jīng)典物理學(xué)達(dá)到巔峰狀態(tài)，在人們心目中，經(jīng)典物理學(xué)已經(jīng)達(dá)到近乎完美的程度。這時(shí)，年輕的德國人普朗克和他的老師發(fā)生了一段對(duì)話：普朗克：“老師，我準(zhǔn)備把我的一生都獻(xiàn)給物理理論學(xué)！”老師：“年輕人，物理學(xué)是一門已經(jīng)完成了的學(xué)科，不會(huì)再有多大的發(fā)展，把一生都獻(xiàn)給這門學(xué)科，太可惜了?！绷孔诱摵拖鄬?duì)論產(chǎn)生物理學(xué)真的已經(jīng)完成了嗎？

經(jīng)典物理學(xué)是以日常生活中常見的低速運(yùn)動(dòng)的物體為研究對(duì)象的，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。1．量子理論的誕生

（1）基礎(chǔ)：（2）誕生：

奧地利物理學(xué)家斯蒂芬對(duì)黑體的研究成果。1900年，德國物理學(xué)家普朗克提出了量子概念。并在《關(guān)于正常光譜能量分布定律的理論》中，闡述了這一思想，標(biāo)志著量子理論的誕生。二、驅(qū)走烏云的太陽2．量子理論的發(fā)展（1）德國愛因斯坦：將量子理論推廣到光學(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。（2）法國德布羅意：提出物質(zhì)波理論。（3）數(shù)年后，奧地利、德國的物理學(xué)家建立了量子力學(xué)。3．量子論和量子力學(xué)的意義（1）量子力學(xué)標(biāo)志著人類對(duì)客觀規(guī)律的認(rèn)識(shí)，開始從宏觀世界深入到微觀世界。（2）量子理論讓人們從根本上改變了近代物理學(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)生了重大變革。照片里的他故事里的他

四歲多還不會(huì)說話，家里人擔(dān)心他是個(gè)低能兒。行為遲鈍，他說話所用的時(shí)間比起別的孩子要多得多。照片里的他

中小學(xué)時(shí)代常常被斥為“生性孤僻、智力遲鈍”，“不守紀(jì)律、心不在焉、想入非非”。中學(xué)畢業(yè)前夕，校方甚至斷言他未來將“一事無成”，被勒令退學(xué)。16歲那年，他以同等學(xué)歷報(bào)考大學(xué)，盡管物理、數(shù)學(xué)成績(jī)很好，但由于需要死記硬背的科目考砸了鍋，只得名落孫山。故事里的他照片里的他故事里的他

大學(xué)里老師都不大看得起他，不愿意把他留下來做助教；他幾次去請(qǐng)求，人家也不要他；甚至于有幾次他幾乎要失業(yè)了。幾次在中學(xué)里面求職，最后在專利局里面找到一個(gè)職位。他每個(gè)星期要在專利局工作大概40多個(gè)小時(shí)。大自然和自然定律都在黑暗中躲藏，上帝說，讓牛頓問世！于是一切都有了光明。

——英國詩人蒲伯(1688-1744)

此情形并未能持久，魔鬼喝道：“嗬！讓愛因斯坦問世！”世界又變得難以捉摸。”

——英國現(xiàn)代派詩人J.C．Squire（1879—1955）25狹義相對(duì)論發(fā)表100周年，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(duì)論對(duì)人類生活的巨大改變。

1．狹義相對(duì)論（1）提出：（2）內(nèi)容：（3）認(rèn)識(shí)：

1905年，愛因斯坦發(fā)表《論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)》，創(chuàng)立狹義相對(duì)論。

相對(duì)性原理和光速不變?cè)?；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)速度的變化而變化。（E=mc2）

否認(rèn)了牛頓力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀點(diǎn)，是對(duì)牛頓力學(xué)的繼承和發(fā)展。（三）愛因斯坦的“時(shí)空”

“天上方一日，人間已一年”

乘坐“光子火箭”的星際旅行

乘坐“光子火箭”以光速作星際旅行，回到地球時(shí)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)什么變化？

這個(gè)故事形象地說明了時(shí)間和空間的相對(duì)性。

愛因斯坦關(guān)于相對(duì)論的比喻。

為了對(duì)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(duì)一名男青年說：“我打個(gè)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)間你覺得哪一個(gè)更長(zhǎng)？”男青年說：“當(dāng)然坐在火爐上烤的時(shí)間覺得長(zhǎng)久?！睈垡蛩固拐f：“這就是我的相對(duì)論內(nèi)容?！保?）提出：（2）內(nèi)容：（3）認(rèn)識(shí)：

①物質(zhì)存在的現(xiàn)實(shí)空間不是平坦的，而是彎曲的；②空間彎曲的程度體現(xiàn)為引力場(chǎng)強(qiáng)度；③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。2．廣義相對(duì)論

1916年，愛因斯坦把狹義相對(duì)論推廣到加速運(yùn)動(dòng)的參考系中，建立了廣義相對(duì)論。

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。鐘慢效應(yīng)尺縮效應(yīng)（1）愛因斯坦相對(duì)論的建立，是對(duì)近代物理學(xué)理論框架的重大突破，它不僅揭示了空間、時(shí)間的可變性，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。（2）這種全新的時(shí)空觀、運(yùn)動(dòng)觀和物質(zhì)觀的形成，是人類思想發(fā)展史中的一次根本性變革，對(duì)整個(gè)自然科學(xué)和哲學(xué)都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。（3）相對(duì)論同量子理論一起，構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基本理論框架。3．相對(duì)論建立的意義經(jīng)驗(yàn)力學(xué)（中世紀(jì)）經(jīng)典力