物理學(xué)的重大進(jìn)展

物理學(xué)的重大進(jìn)展第1頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月物理學(xué)的分支及近年來發(fā)展的總趨勢物理學(xué)經(jīng)典物理現(xiàn)代物理力學(xué)熱學(xué)電磁學(xué)光學(xué)相對論量子論非線性時(shí)間t關(guān)鍵概念的發(fā)展力學(xué)電磁學(xué)熱學(xué)相對論量子論1600170018001900第2頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月一、經(jīng)典力學(xué)

1.背景（1）

推動(dòng)了人們的思想解放。第3頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月2.奠基——伽利略的貢獻(xiàn)

伽利略（1564—1642），被譽(yù)為“近代科學(xué)之父”。伽利略的成果1.物理方面：突出成果——發(fā)現(xiàn)自由落體定律2.天文學(xué)方面：制造天文望遠(yuǎn)鏡、證明哥白尼“日心說”的正確性第4頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月

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5頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月關(guān)鍵途徑：實(shí)驗(yàn)；計(jì)算2.物理學(xué)的發(fā)展給了我們什么樣的啟示？敢于質(zhì)疑，勇于創(chuàng)新，實(shí)踐出真知探究性問題

1.你認(rèn)為伽利略能夠確定加速運(yùn)動(dòng)定律的關(guān)鍵途徑是什么？第6頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月牛頓出生于英國的林肯郡，1665年畢業(yè)于著名的劍橋大學(xué)三一學(xué)院，獲得學(xué)士學(xué)位。三年后又獲得文學(xué)碩士學(xué)位。牛頓曾經(jīng)長期擔(dān)任英國皇家學(xué)會會長，他還擔(dān)任過英國議會議員，授予爵士稱號。1727年，他病逝，被安葬于威斯敏斯特教堂，這是一種極高的榮譽(yù)。牛頓（1642—1727）《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》3.創(chuàng)立——牛頓力學(xué)體系第7頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月牛頓是生活在地球上的影響最大的科學(xué)家之一。他是遺腹子，生于伽利略逝世的那一天。牛頓少年時(shí)代即表現(xiàn)出手工制作精巧機(jī)械的才能。雖然他是個(gè)聰明伶俐的孩子，但并未引起他的老師們的注意。他在學(xué)校的成績不好，他體弱多病，性格靦腆。學(xué)習(xí)成績是班上倒數(shù)幾名，還經(jīng)常受頑皮學(xué)生的欺侮。直到有一次跟同學(xué)打架。據(jù)說那個(gè)男孩在牛頓的肚子上踹了一腳，于是牛頓把他狠狠地揍了一頓，并把他的鼻子摁在教堂的墻上蹭來蹭去。從此之后，牛頓便開始在班里嶄露頭角，尤其在制作模型上表現(xiàn)出心靈手巧。成年時(shí)，母親令其退學(xué)，因?yàn)橄Ｍ麅鹤映蔀橐幻錾霓r(nóng)夫。十分幸運(yùn)的是他的主要天賦不滿足于他在農(nóng)業(yè)方面發(fā)揮。他被證明不是一個(gè)好農(nóng)夫，干活漫不經(jīng)心，而且脾氣急躁。于是他又被送回學(xué)校，18歲那年他進(jìn)入了劍橋大學(xué)，極快地通曉了當(dāng)時(shí)已知的自然與數(shù)學(xué)知識，之后轉(zhuǎn)入個(gè)人的專門研究。第8頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月牛頓的成果牛頓的貢獻(xiàn)慣性定律加速度的比例定律作用和反作用定律物體運(yùn)動(dòng)三大定律1.萬有引力定律2.1.經(jīng)典力學(xué)體系的建立標(biāo)志著近代科學(xué)的形成經(jīng)典力學(xué)體系2.海王星的發(fā)現(xiàn)證明了牛頓理論的科學(xué)性和預(yù)見性。以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，以數(shù)學(xué)為表達(dá)形式第9頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月1、在光學(xué)方面，牛頓發(fā)現(xiàn)了日光是由不同的顏色即不同波長的光構(gòu)成的，奠定了光譜分析的基礎(chǔ)，制作了牛頓色盤。他在1704年出版了《光學(xué)》一書，創(chuàng)立了光的“微粒說”。2、在熱學(xué)方面也有研究成果，確定了冷卻定律3、在數(shù)學(xué)方面，他與萊布尼茲幾乎同時(shí)創(chuàng)立了微積分學(xué)，同時(shí)，他還在前人研究基礎(chǔ)上，建立了二項(xiàng)式定理。4、在天文學(xué)領(lǐng)域，他在1671年創(chuàng)制了反射望遠(yuǎn)鏡，初步考察了行星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；他還解釋了潮汐現(xiàn)象，并預(yù)言地球不是正球體，并由此說明了歲差現(xiàn)象。第10頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月二、相對論的創(chuàng)立

1.相對論提出的歷史背景（1）過去的物理學(xué)以牛頓理論為基礎(chǔ)，認(rèn)為時(shí)間和空間是絕對的，兩者是沒有任何直接聯(lián)系的。（2）19世紀(jì)隨著科學(xué)的飛速發(fā)展，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)高速運(yùn)動(dòng)的微觀粒子發(fā)生的現(xiàn)象，經(jīng)典力學(xué)無法解釋。第11頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月

現(xiàn)代物理學(xué)的創(chuàng)始人和奠基人,是20世紀(jì)最偉大的科學(xué)家。1879年3月14日生于德國的烏爾姆，1955年4月18日卒于美國的普林斯頓。1905-1915年提出了相對論，發(fā)展了牛頓力學(xué)。第12頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月作為科學(xué)家的愛因斯坦，他是窺見上帝秘密的人；作為思想家的愛因斯坦，他是窺見人間秘密的人。

第13頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月有高度社會責(zé)任感的人，通常是具有良心的智識者。讓我們輕輕地伸出我們的手，撫摸一下愛因斯坦的滾燙的良心：1939年8月2日，愛因斯坦出于對人類命運(yùn)的極大關(guān)注，寫信給羅斯?？偨y(tǒng)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(cuò)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(gè)修表匠！”愛因斯坦就核武器問題的懊悔，代表了人類良知的高度，是人類良心發(fā)出的最強(qiáng)音。聽愛因斯坦的自責(zé)之聲，我們明白人類良知之寶貴。

請記住愛因斯坦的話吧：“沒有能獨(dú)立思考和獨(dú)立判斷的有創(chuàng)造性的個(gè)人，社會的向上發(fā)展是不可想象的?！钡?4頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月名人傳記和牛頓一樣，愛因斯坦年幼時(shí)也未顯出智力超群，相反，到了四歲多還不會說話，家里人甚至擔(dān)心他是個(gè)低能兒。而且，就是這樣一位光彩奪目的人物，在整個(gè)中小學(xué)時(shí)代卻常常被斥為“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”，勒令他退了學(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)成績很好，但由于需要死記硬背的科目考砸了鍋，只得名落孫山。第二年進(jìn)入大學(xué)后，他仍然不愿意強(qiáng)迫自己去適應(yīng)那種被動(dòng)的、刻板的、純粹按部就班的學(xué)習(xí)生活，他擅自“刷掉了”很多課程，只以“極大的興趣”去聽某些課和在家里自學(xué)。第15頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月在四年大學(xué)生活中，他仍然不是“好學(xué)生”：曾被數(shù)學(xué)教授稱為“懶狗”，曾因做實(shí)驗(yàn)出事故受到處分，還曾被物理教授認(rèn)為不適宜學(xué)物理而應(yīng)當(dāng)改行。大學(xué)畢業(yè)時(shí)幾位同窗好友都留校當(dāng)了助教，他卻因得不到教授們的賞識而遭到了“畢業(yè)即失業(yè)”的命運(yùn)。這種種親身經(jīng)歷，使愛因斯坦對教育的總體印象一直不佳。正因?yàn)槿绱?，成名后的愛因斯坦通過自身的體驗(yàn)和長期的觀察，形成了一種與眾不同的教育觀點(diǎn)。

“知識是死的；而學(xué)校卻要為活人服務(wù)?！边@是愛因斯坦對于學(xué)校教育的基本看法。他反對把學(xué)校僅僅看做是傳授知識的工具，更反對把學(xué)生“當(dāng)作死的工具來對待”。他認(rèn)為：“學(xué)校的目的始終應(yīng)當(dāng)是：青年人在離開學(xué)校時(shí)，是作為一個(gè)和諧的人，而不是作為一個(gè)專家?！?/p>

第16頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月1955年4月18日因主動(dòng)脈瘤破裂逝世于普林斯頓。遵照他的遺囑，不發(fā)訃造，不舉行公開葬禮，不建墳?zāi)?，不立紀(jì)念碑?；鸹瘯r(shí)按照他的書面遺囑：免除所有花卉布置以及所有音樂典禮。骨灰撒在永遠(yuǎn)對人保密的地方，為的是不使任何地方成為圣地。遺囑執(zhí)行者用歌德悼念席勒的詩結(jié)束了那樸素的葬禮：

我們?nèi)极@益不淺，全世界都感謝他的教誨；

那專屬他個(gè)人的東西，早已傳遍廣大人群。他像行將隕滅的彗星，光華四射，把無限的光芒同他的光芒永相連結(jié)。

他的主治醫(yī)生賀維博士認(rèn)為如此偉大的大腦，應(yīng)該進(jìn)行研究，所以他便把愛因斯坦的大腦保留了下來，并切成200片帶走。但至今沒有結(jié)論。

第17頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月愛情的相對論

一對戀人在公園約會。

男：“我終于懂得了愛因斯坦的相對論了?！?/p>

女：“你真不簡單呀，給我講一講嘛。”

男：“我在等你時(shí)，時(shí)間變得特別長，而你一到，時(shí)間又變得特別短了?！钡?8頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月愛因斯坦的貢獻(xiàn)——提出相對論內(nèi)容：意義：3.發(fā)展了牛頓力學(xué)，推動(dòng)物理學(xué)發(fā)展到一個(gè)新的高度。1.是物理學(xué)思想的一次重大革命。2.否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對時(shí)空論，深刻揭示了時(shí)間和空間的本質(zhì)屬性。狹義相對論廣義相對論相對論打破經(jīng)典力學(xué)的絕對時(shí)空觀進(jìn)一步深化對時(shí)間空間和引力現(xiàn)象的認(rèn)識第19頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月普朗克（1858—1947）生于基爾。1879年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)和基爾大學(xué)任教。由于量子論創(chuàng)立，普朗克獲得1918年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。他的父親是一位杰出的法律教授。普朗克家是德國人所具有的最好品質(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)持到晚年的登山運(yùn)動(dòng)。

普朗克的貢獻(xiàn)——提出量子論第20頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月普朗克的貢獻(xiàn)——提出量子論提出背景：提出：意義：1.19c末20c初，電子和放射線的發(fā)現(xiàn)使人們對物質(zhì)的認(rèn)識深入到原子內(nèi)部。2.實(shí)驗(yàn)表明，微觀粒子的運(yùn)動(dòng)不能用通常的宏觀物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行描述1900年，《關(guān)于正常光譜能量分布定律的理論》是物理學(xué)發(fā)展中的一場革命。揭示了微觀世界的特殊的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，有力地沖擊了經(jīng)典物理理論，指出了經(jīng)典物理的適用范圍（即適用于宏觀世界）。第21頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月

量子論和相對論是現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱，量子論的形成標(biāo)志著人類對于客觀規(guī)律的認(rèn)識，開始從宏觀世界深入到微觀世界。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)。第22頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月總結(jié)主要成就意義伽利略落體定律為經(jīng)典力學(xué)奠定基礎(chǔ)勻速運(yùn)動(dòng)、勻加速運(yùn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡、《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話