現(xiàn)代科學革命教學

現(xiàn)代科學革命教學課件第一頁，共二十二頁，2022年，8月28日經(jīng)典物理學的危機一、經(jīng)典物理學的危機

1、17—19C，經(jīng)典力學發(fā)展完善第25課現(xiàn)代科學革命第二頁，共二十二頁，2022年，8月28日牛頓經(jīng)典力學的實證第25課現(xiàn)代科學革命第一件，用牛頓力學算出地球的形狀是梨形的。亞里士多德認為地球是個正球體，牛頓卻根據(jù)他的力學說地球是個扁球體，法國科學家經(jīng)過三次實地測量證實了牛頓的看法。第三頁，共二十二頁，2022年，8月28日牛頓經(jīng)典力學的實證第25課現(xiàn)代科學革命第二件，用牛頓力學算出了哈雷彗星的回歸周期。牛頓的好友哈雷用牛頓力學算出了1682年出現(xiàn)的彗星的軌道，指出它的回歸周期是75—76年，由此預言它將在1758年再次出現(xiàn)。1758年這顆彗星果然如期出現(xiàn)，并被命名為哈雷彗星。第四頁，共二十二頁，2022年，8月28日牛頓經(jīng)典力學的實證第25課現(xiàn)代科學革命第三件，用牛頓力學算出了一顆未知行星的位置。1781年天王星被發(fā)現(xiàn)，科學家用牛頓力學計算出的軌道與觀測紀錄不大相符。在計算的基礎上，人們在1846年用牛頓力學發(fā)現(xiàn)了海王星，并進而在此基礎上又于1930年發(fā)現(xiàn)冥王星。第五頁，共二十二頁，2022年，8月28日經(jīng)典物理學的危機一、經(jīng)典物理學的危機

1、17—19C，經(jīng)典力學發(fā)展完善

2、19C末，經(jīng)典物理學陷入危機第25課現(xiàn)代科學革命第六頁，共二十二頁，2022年，8月28日經(jīng)典物理學的危機第25課現(xiàn)代科學革命第一朵烏云：“以太”說的破滅水波的傳播要有水做媒介，聲波的傳播要有空氣做媒介，它們離開了介質都不能傳播。太陽光穿過真空傳到地球上，幾十億光年以外的星系發(fā)出的光，也穿過宇宙空間傳到地球上。光波為什么能在真空中傳播？它的傳播介質是什么？物理學家給光找了個傳播介質—“以太”（Ether）。他們假定整個宇宙空間都充滿了“以太”，“以太”是一種由非常小的彈性球組成的稀薄的、感覺不到的媒介。“以太”是光、電、磁的共同載體的概念為人們所普遍接受，形成了一門“以太學”。第七頁，共二十二頁，2022年，8月28日經(jīng)典物理學的危機第25課現(xiàn)代科學革命地球以每秒30公里的速度繞太陽運動，就必須會遇到每秒30公里的“以太風”迎面吹來，同時，它也必須對光的傳播產(chǎn)生影響。這個問題的產(chǎn)生，引起人們?nèi)ヌ接憽耙蕴L”存在與否。1887年，實驗結果證明，不論地球運動的方向同光的射向一致或相反，測出的光速都相同，在地球同設想的“以太”之間沒有相對運動。因而，根本找不到“以太”或“絕對靜止的空間”。M是光源，A與B是反射鏡，讓光線在MA，MB方向往返運動。邁克爾遜—莫雷實驗第八頁，共二十二頁，2022年，8月28日愛因斯坦與相對論二、愛因斯坦與相對論

1、提出①1905年提出勻速運動體系的狹義相對論②1916年提出加速運動體系的廣義相對論第25課現(xiàn)代科學革命第九頁，共二十二頁，2022年，8月28日1905神奇的一年第25課現(xiàn)代科學革命1905神奇的一年1905年，愛因斯坦26歲，接連寫下4篇改變整個20世紀物理學面貌的論文：1、光的量子說（解釋光電效應）2、布朗運動（證明分子的存在）3、狹義相對論（修正了牛頓力學）4、質能互換律（E=mc2）1916年，愛因斯坦發(fā)表了廣義相對論基礎，最具創(chuàng)見也是最偉大的貢獻：5、廣義相對論（取代了牛頓的萬有引力理論）第十頁，共二十二頁，2022年，8月28日愛因斯坦與相對論二、愛因斯坦與相對論

1、提出①1905年提出勻速運動體系的狹義相對論②1916年提出加速運動體系的廣義相對論

2、內(nèi)容①相對性原理②光速不變原理第25課現(xiàn)代科學革命第十一頁，共二十二頁，2022年，8月28日如何理解相對性和光速不變原理第25課現(xiàn)代科學革命如何理解相對性和光速不變原理相對性原理：時間、運動、質量不是絕對的，而是相對的。較典型的現(xiàn)象是運動的物體長度變短（尺縮效應）、運動的鐘比靜止的鐘走得慢（鐘慢效應）、運動的物體重量變大。

光速不變原理：光的傳播速度在任何條件下都是不變的。第十二頁，共二十二頁，2022年，8月28日相對論第25課現(xiàn)代科學革命第十三頁，共二十二頁，2022年，8月28日霍金的警告第25課現(xiàn)代科學革命第十四頁，共二十二頁，2022年，8月28日愛因斯坦與相對論二、愛因斯坦與相對論

1、提出①1905年提出勻速運動體系的狹義相對論②1916年提出加速運動體系的廣義相對論

2、內(nèi)容①相對性原理②光速不變原理3、意義①解決了危機、創(chuàng)立了全新的物理學、擴展了領域②打破了經(jīng)典物理學絕對化的思維模式第25課現(xiàn)代科學革命第十五頁，共二十二頁，2022年，8月28日普朗克與量子論第25課現(xiàn)代科學革命1875年時，普朗克在慕尼黑大學學物理，物理老師曾勸他不要學純理論，因為物理學“是一門高度發(fā)展的、幾乎是臻善臻美的科學”，現(xiàn)在這門科學“看來很接近于采取最穩(wěn)定的形式。也許，在某個角落里還有一粒塵屑或一個小氣泡，對它們可以去進行研究和分類，但是，作為一個完整的體系，那是建立得足夠牢固的。而理論物理學正在明顯地接近于幾何學在數(shù)百年中所已具有的那樣完美的程度。”三、普朗克與量子論第十六頁，共二十二頁，2022年，8月28日普朗克與量子論三、普朗克與量子論

1、內(nèi)容

輻射是由具有能量的基本單位量子來實現(xiàn)的第25課現(xiàn)代科學革命第十七頁，共二十二頁，2022年，8月28日量子論第25課現(xiàn)代科學革命任何物體都具有不斷輻射、吸收、發(fā)射電磁波的本領。輻射出去的電磁波在各個波段是不同的，也就是具有一定的譜分布。這種譜分布與物體本身的特性及其溫度有關，因而被稱之為熱輻射。第十八頁，共二十二頁，2022年，8月28日芝諾悖論第25課現(xiàn)代科學革命芝諾悖論阿基里斯（《荷馬史詩》中的善跑英雄）永遠也無法超過在他前面慢慢爬行的烏龜。因為他必須首先到達烏龜?shù)某霭l(fā)點，而當他到達那一點時，烏龜已向前爬到了一個新位置；當他到達烏龜?shù)男挛恢脮r，烏龜又向前爬了……這樣，烏龜必定總是跑在前頭，阿基里斯只能離烏龜越來越近,卻永遠追不上烏龜。第十九頁，共二十二頁，2022年，8月28日普朗克與量子論三、普朗克與量子論

1、內(nèi)容

輻射是由具有能量的基本單位量子來實現(xiàn)的

2、發(fā)展①愛因斯坦光的量子理論②玻爾原子的量子理論③量子力學的建立3、意義①使人類對微觀世界的基本認識有了革命性的進步②帶來技術創(chuàng)新，推動生產(chǎn)力發(fā)展，改變物質生活第25課現(xiàn)代科學革命第二十頁，共二十二頁，2022年，8月28日現(xiàn)代物理學興起的意義四、現(xiàn)代物理學興起的意義第25課現(xiàn)代科學革命第二十一頁，共二十二頁，2022年，8月28日思考第25課現(xiàn)代科學革命DBB1、（2009上海春季）法國數(shù)學家和天文學家拉普拉斯曾經(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.反射望遠鏡C.光的色散原理D.三大運動定律2、（2007廣東單科）20世紀初，物理學本身發(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