物理學(xué)的重大進(jìn)展

物理學(xué)的重大進(jìn)展第一頁，共25頁。第一個“蘋果”

——誘惑了夏娃，使人類有了智慧之源第二個“蘋果”

——砸醒了牛頓，使人類有了近代科學(xué)第三個“蘋果”

——成就了喬布斯，使人類有了精彩生活“三個蘋果”改變了世界第二頁，共25頁。

——物理學(xué)的重大進(jìn)展掌握：伽利略、牛頓在經(jīng)典力學(xué)方面的主要貢獻(xiàn)愛因斯坦創(chuàng)立相對論量子論的代表人物當(dāng)邂逅科學(xué)第三頁，共25頁。一:經(jīng)典力學(xué)16世紀(jì)后物理學(xué)發(fā)展的原因：

1、文藝復(fù)興、宗教改革不僅解放思想，也對科學(xué)研究產(chǎn)生影響。2、資本主義的發(fā)展提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。3、科學(xué)家勇于探索的精神。第四頁，共25頁。①物理學(xué)：發(fā)現(xiàn)自由落體定律，②天文學(xué)：利用望遠(yuǎn)鏡觀察天體并取得大量成果第一人，證明了哥白尼“日心說”的正確性

伽利略的成就“近代科學(xué)之父”

意義：

開創(chuàng)了以實驗科學(xué)為根據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系的近代科學(xué),為經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立奠定了基礎(chǔ)，標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端。第五頁，共25頁。

1609年，伽利略創(chuàng)制了天文望遠(yuǎn)鏡。他觀測到月球表面凹凸不平，并繪制了第一幅月面圖。伽利略的折射式望遠(yuǎn)鏡伽利略的手稿第六頁，共25頁。木星和它的伽利略衛(wèi)星

1610年，伽利略用望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)有4顆衛(wèi)星圍繞著木星轉(zhuǎn)。這一發(fā)現(xiàn)震動了整個歐洲和全球科學(xué)界。伽利略是第一位利用望遠(yuǎn)鏡觀察天體的人。目前人類發(fā)現(xiàn)的16顆木星衛(wèi)星中，有４顆叫“伽利略衛(wèi)星”。

第七頁，共25頁。1632年伽利略出版《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》。1633年，羅馬教皇召令他到羅馬受審，強迫他簽字“悔過”并判處終身監(jiān)禁。伽利略受審300年多后，即1983年，羅馬教皇為伽利略平反。第八頁，共25頁。2.牛頓及其創(chuàng)立的經(jīng)典力學(xué)體系(1)牛頓的成就

代表作：《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》

物體運動三大定律；萬有引力定律；

第九頁，共25頁。①牛頓第一定律（慣性定律）：每個物體繼續(xù)保持其靜止或沿一直線作等速運動狀態(tài)，除非有力加于其上迫使它改變這種狀態(tài)②牛頓第二定律（加速度定律）：運動的改變和所加的動力成正比，并且發(fā)生在所加力的那個直線方向上③牛頓第三定律（作用與反作用定律）：每一個作用總有一個相等的反作用和它相對抗④萬有引力定律：任何物體都有吸引力，兩個物體之間吸引力的大小，與它們的質(zhì)量的乘積成正比，而與它們中心之間的距離的平方成反比，并作用于兩個物體的連線方向上2.牛頓及其創(chuàng)立的經(jīng)典力學(xué)體系(1)牛頓的成就第十頁，共25頁。

1727年3月20日偉大的牛頓逝世，他被埋葬在威斯敏斯特教堂，在他的墓碑上鐫刻著：

讓人們歡呼這樣一位多么偉大的人類榮耀曾經(jīng)在世界上存在！第十一頁，共25頁。用牛頓力學(xué)算出了哈雷彗星的回歸周期。長期以來到，人們一直認(rèn)為彗星是神秘的，根本不能用科學(xué)來說明。牛頓說，既然彗星也是天體，就必然遵循力學(xué)規(guī)律。他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)。1758年這顆彗星果然如期出現(xiàn)，并被命名為哈雷彗星。第十二頁，共25頁。

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。牛頓力學(xué)又創(chuàng)造了新的奇跡。第十三頁，共25頁。①把地球上物體的運動和天體的運動概括到同一個理論中，形成以實驗為基礎(chǔ)、以數(shù)學(xué)為表達(dá)形式的牛頓力學(xué)體系，即經(jīng)典力學(xué)體系。標(biāo)志著近代科學(xué)的形成。②海王星的發(fā)現(xiàn)證明了牛頓理論的預(yù)見性、科學(xué)性。(2)意義:第十四頁，共25頁。二、相對論的創(chuàng)立1、背景：經(jīng)典力學(xué)的危機2、過程（1）1905年提出狹義相對論（2）1916年，完成廣義相對論的最終形式。（1）物理學(xué)領(lǐng)域的一次重大革命(否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀，揭示時間和空間的本質(zhì)屬性)；（2）發(fā)展了牛頓力學(xué)，將其概括在相對論力學(xué)之中，推動物理學(xué)發(fā)展到一個新的高度。3、意義第十五頁，共25頁。

由于相對論的觀點與人們的日常經(jīng)驗不太一致，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。

1921年愛因斯坦獲得了諾貝爾獎，當(dāng)時不少德國的諾貝爾獎獲得者威脅說，如果給相對論授獎，他們就要退回已獲得的獎?wù)?，結(jié)果評選委員會只好讓愛因斯坦作為光電效應(yīng)理論的建立者得獎，相對論始終沒有獲得諾貝爾獎。但相對論在物理學(xué)上卻非常合理且為實驗所證實。第十六頁，共25頁。早上6時，衛(wèi)星鬧鐘把你從床上叫起。抱怨愛因斯坦吧。你的鬧鐘之所以能在早上6時準(zhǔn)時響起，是因為各國的原子鐘和地球上空的GPS全球定位衛(wèi)星系統(tǒng)每一秒鐘都校時一次。但如果它們不是以愛因斯坦最著名的理論———相對論效應(yīng)為依據(jù)校時的話，全球的定時和定位系統(tǒng)將一團(tuán)糟，甚至完全失去意義。6時15分，你剃須時不小心劃傷了自己，牙膏也滴在了襯衫上。抱怨愛因斯坦吧。正是愛因斯坦測量液體分子大小的理論使眾多發(fā)明成為現(xiàn)實，包括如何生產(chǎn)出效果更好的剃須液和牙膏。6時30分，你打開電視收看天氣和交通情況。下雨了，路上的車已經(jīng)排了幾英里長?？雌饋碛质窃愀獾囊惶?。抱怨愛因斯坦吧。是他的光電效應(yīng)理論使電視攝影機在后來成為現(xiàn)實。遙控器、數(shù)碼相機也都離不開這一理論。第十七頁，共25頁。紅色——代表過去

藍(lán)色——代表未來

黃綠——表連結(jié)過去到未來2005世界物理年

對物理學(xué)家而言，這個標(biāo)識象征的是光錐；對一般大眾而言常被看成是沙漏，象征著愛因斯坦在時間相對性上淵博的見解及洞察力。第十八頁，共25頁。狹義相對論發(fā)表100周年，也許全世界只有幾十個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。第十九頁，共25頁。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，年輕的普朗克和他的老師發(fā)生了一段對話：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，不會再有多大的發(fā)展，把一生都獻(xiàn)給這門學(xué)科，太可惜了?！薄举|(zhì)疑與思考】：那么，物理學(xué)是不是一門已經(jīng)完成了的學(xué)科，不會再有多大的發(fā)展呢？第二十頁，共25頁。第二十一頁，共25頁。1、誕生1900年，普朗克提出量子假說，宣告量子論誕生三、量子論的誕生與發(fā)展(1)愛因斯坦成功解釋光電效應(yīng)；(2)玻爾提出有關(guān)原子的量子理論；(3)20世紀(jì)30年代，量子力學(xué)建立。2、發(fā)展第二十二頁，共25頁。（1）量子論是人類對微觀世界的基本認(rèn)識取得革命性的進(jìn)步,與相對論一起,構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)。（2）相對論和量子論發(fā)現(xiàn)人們?nèi)粘＝?jīng)驗之外的宏觀世界和微觀世界的物質(zhì)運動規(guī)律，不僅推動了物理學(xué)的進(jìn)步，還大大開闊了人們視野，改變了