正式課件第11課物理學(xué)的重大進展.ppt

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?！睈垡蛩固拐f：“這就是我的相對論內(nèi)容。”,愛因斯坦關(guān)于相對論的比喻。,英國著名詩人亞歷山大波普寫道： 自然界和自然界的規(guī)律隱藏在黑暗中， 上帝說，“讓牛頓去吧”，于是一切成為光明。 然而，牛頓一生都在破譯圣經(jīng)代碼，煉金術(shù)、神學(xué)和通靈術(shù)是牛頓的主要研究方向。牛頓一身都在試圖用數(shù)學(xué)的方法證明上帝的存在。牛頓當(dāng)時潛心研究的是長生不老藥、基本金屬向黃金轉(zhuǎn)化的可變性?？磥砼ｎD所謂的正業(yè)只是他捎帶著做的，只是他的業(yè)余愛好而已。,第 11課 物理學(xué)的重大進展,這四個人分別是誰？對物理學(xué)作出了什么貢獻？,【課程標準】 了解經(jīng)典力學(xué)的主要內(nèi)容，認識其在近代自然科學(xué)理論發(fā)展中的歷史地位。知道相對論、量子論的主要內(nèi)容，認識其意義。,伽 利 略 （15641642）,意大利的物理學(xué)家和天文學(xué)家。 自幼聰明好學(xué)，遇事好尋根問底。 從不迷信教會權(quán)威或盲從 他人。 被譽為“近代科學(xué)之父,提出日心說，否定亞里士多德的地心說，掀起天文學(xué)的革命，從根本上動搖了宗教神學(xué)的理論基礎(chǔ)。,信奉“日心說”的布魯諾(1548-1600)被教會以火刑處死。,哥白尼（1473-1543）,結(jié)合時代背景，分析為什么從16世紀開始，西歐社會出現(xiàn)了一大批敢于發(fā)表見解，挑戰(zhàn)教會權(quán)威的學(xué)者？,？,文藝復(fù)興運動的興起,西歐資本主義的興起,古希臘科學(xué)家 亞里士多德,物理學(xué)的曲折發(fā)展,“落體的速度與重量成正比”,？,地心說 中世紀時，基督教會宣揚的宇宙觀認為，宇宙是一個封閉的大盒子或大帳篷，天是盒（篷）蓋，地是盒（篷）底，圣地耶路撒冷居盒（篷）底的中央，日月星辰懸掛在蓋上，此即所謂的“宇宙帳篷說”。后來，亞里斯多德和托勒密所提出的希臘宇宙體系逐漸深入人心，托馬斯阿奎那將亞里士多德理論融入基督教神學(xué)之后，地心說即獲得了正統(tǒng)地位。地球居宇宙中心的思想被賦予了宗教意義，人類及其居住的地球被置于上帝的懷抱之中，沐浴著上帝的光輝，并被圣恩所籠罩。上帝位處宇宙的最外層，推動著宇宙的運行，注視著人類的一舉一動。,？,伽利略用什么辦法推翻亞里士多德的學(xué)說？,有人記載伽利略曾在意大利比薩斜塔上作過自由落體的實驗。結(jié)果兩個重量相差10倍的球同時落地，證明了亞里士多德的觀點是錯誤的。,“兩個鐵球同時落地！”,？,伽利略用什么辦法推翻亞里士多德的學(xué)說？,通過觀察和實驗；,？,這種科學(xué)探究方式還為伽利略帶來了什么學(xué)術(shù)成就？伽利略對歷史發(fā)展產(chǎn)生了什么影響？,發(fā)現(xiàn)了自由落體等物理學(xué)定律。在天文學(xué)領(lǐng)域里取得了一系列成就；（成就）,改變了人們認識世界的方法，開創(chuàng)了以實驗事實為根據(jù)并具有嚴密邏輯體系的近代科學(xué)，為經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。（意義）,牛 頓 （16431727）,英國著名的科學(xué)家，在物理學(xué)、數(shù)學(xué)、天文學(xué)等方面都作出了卓越貢獻。他曾長期擔(dān)任英國皇家學(xué)會會長，還擔(dān)任過英國議會議員，被授予爵士稱號。 “經(jīng)典力學(xué)創(chuàng)立者”,看視頻牛頓安葬之處威斯敏斯特大教堂,？,身前身后，牛頓為什么總贏得掌聲不斷、鮮花無數(shù)？,物體機械運動三大定律；萬有引力定律。 形成了以實驗為基礎(chǔ)、以數(shù)學(xué)為表達形式的經(jīng)典力學(xué)體系。 代表作：自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理（成就）,二、經(jīng)典力學(xué)的建立牛頓,2、顯著特征：,3、意義：,1、成就：,提出物體機械運動三大定律； 萬有引力定律 代表作自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理,注重實驗、數(shù)學(xué)化,形成了以實驗為基礎(chǔ)、以數(shù)學(xué)為 表達形式的經(jīng)典力學(xué)體系。,海王星和冥王星的發(fā)現(xiàn),經(jīng)典力學(xué)與中世紀的自然觀和方法論相比，最顯著的特征是 注重實驗 數(shù)學(xué)化 體現(xiàn)微觀世界 經(jīng)驗法 A. B. C. D. ,A,愛因斯坦（1879-1955）,20世紀最后一期時代周刊評選出“世紀人物”，這樣稱一位偉人：天才，政治難民，人道主義者，原子和宇宙謎的開啟者，以其最偉大的思想和無與倫比的形象獨占鰲頭。,作為思想家的愛因斯坦，他是窺見人間秘密的人。 作為科學(xué)家的愛因斯坦，他是窺見上帝秘密的人；,1955年 4月18日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)?，不立紀念碑。火化時按照他的書面遺囑：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)生賀維博士認為如此偉大的大腦，應(yīng)該進行研究，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。,1、背景：19世紀，隨著物理學(xué)研究的進展，經(jīng)典力學(xué)無法解釋研究中遇到的一些新問題，面臨著挑戰(zhàn)。,二、相對論的創(chuàng)立,（19世紀末，物理學(xué)界連續(xù)發(fā)生了 三個重大事件，即X射線、放射性和電子的發(fā)現(xiàn)。這三大發(fā)現(xiàn)使得原子不可分、不變化的傳統(tǒng)觀念發(fā)生了動搖。物理學(xué)家們曾認為的似乎已經(jīng)基本上完成了的經(jīng)典物理學(xué)體系，從根本上出現(xiàn)了動搖，這就是所謂的“物理學(xué)危機”。物理學(xué)的“危機”沒有嚇倒大多數(shù)物理學(xué)家，他們繼續(xù)向前探索，于是產(chǎn)生了以量子論和相對論的建立為標志的物理學(xué)革命，物理學(xué)從此開辟了新的天地。）,三、相對論的創(chuàng)立,2、內(nèi)容 狹義相對論 廣義相對論,3、意義： 是重大革命； 否定了 發(fā)展了； 推動了,“物理學(xué)危機”?,1.背景：,思考： 以牛頓的理論為代表的經(jīng)典物理學(xué)理論是不是就絕對正確、無所不能的呢？,絕對時空觀,時間和空間,笑話： 有一次卓別林和愛因斯坦共同出席一次宴會都受到了熱鬧的歡迎，卓別林說：大家歡迎我是因為他們都能理解我，大家歡迎你是因為他們都不理解你,說明了相對論深奧難懂，而且有悖于人們的日常生活,2、愛因斯坦的成就,（1）狹義相對論（1905年他26歲時） 質(zhì)量：隨物體運動速度增大而增加 空間：尺縮效應(yīng) 時間：鐘慢效應(yīng),（2）廣義相對論（1916年） 空間和時間性質(zhì)不僅取決于物質(zhì)運動狀況，也取決于物質(zhì)本身的分布狀態(tài),三、相對論的創(chuàng)立,2、內(nèi)容 狹義相對論 廣義相對論,“物理學(xué)危機”,1.背景：,3、意義： 是 重大革命 否定了 發(fā)展了 推動了,愛因斯坦說，在牛頓時代，牛頓的道路是一位具有最高思維能力和創(chuàng)造力的人所能發(fā)現(xiàn)的唯一道路；牛頓所創(chuàng)造的概念，至今仍然指導(dǎo)著我們的物理學(xué)思想。 請回答： “牛頓時代”在物理學(xué)上指什么時代？ 有人認為相對論出現(xiàn)后，牛頓在歷史上的光輝完全被抹掉，愛因斯坦相對論是對牛頓力學(xué)的否定，對嗎？,愛因斯坦的相對論只否定了牛頓的絕對時空觀，沒有否定整個牛頓經(jīng)典力學(xué)。牛頓力學(xué)是相對論力學(xué)在低速狀態(tài)下的一個特例。相對論發(fā)展了牛頓力學(xué)。牛頓力學(xué)是整個力學(xué)的基礎(chǔ)，牛頓所創(chuàng)造的概念，至今仍指導(dǎo)著我們的物理學(xué)思想。,物理學(xué)思想,絕對時空觀,物理學(xué)發(fā)展到新高度,牛頓力學(xué),廣義相對論認為，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。,19世紀經(jīng)典物理學(xué)達到巔峰狀態(tài)，在人們心目中，經(jīng)典物理學(xué)已經(jīng)達到近乎完美的程度。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，我準備把我的一生都獻給物理學(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，把一生都獻給這門學(xué)科，太可惜了?！?對 話,？,老 師 的 預(yù) 言 正 確 嗎？,四、量子論的誕生與發(fā)展,1、主要內(nèi)容,愛因斯坦解釋光電效應(yīng) 波爾提出量子理論,1900年，德國普朗克提出量子假說,2、意義： 和相對論一起構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)； 標志著人類對客觀規(guī)律的認識，開始從宏觀世界深入到了微觀世界； 為現(xiàn)代自然科學(xué)和現(xiàn)代技術(shù)革命提供了重要的理論基礎(chǔ)。,物理學(xué)發(fā)展的過程,課堂練習(xí),（1）愛因斯坦相對論的提出是物理學(xué)領(lǐng)域的一場重大革命，主要是因為 否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀 揭示了時間、空間并非絕對不變的本質(zhì)屬性 打破了經(jīng)典力學(xué)體系的局限性 使人類對客觀世界的認識開始從宏觀世界深入到微觀世界 A、 B、 C、 D、,（2） 現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)是 A、牛頓力學(xué) B、相對論 C、量子假說 D、量子理論、相對論,（3）海王星的發(fā)現(xiàn)是根據(jù) A、哥白尼日心說的推算 B、牛頓理論的推測 C、法拉第演說計算 D、愛因斯坦對時間、空間屬性的揭示,（4）下列表述不正確的是 A、牛頓創(chuàng)立的經(jīng)典力學(xué)是經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ) B、經(jīng)典物理學(xué)所適用的主要是日常生活中的物理現(xiàn)象 C、相對論的提出證明經(jīng)典的物理學(xué)是完全錯誤的 D、量子理論使人類對微觀世界的基本認識有了革命性的進步,5.下列物理學(xué)成就取得的先后順序排列正確的是 落體定律 萬有引力定律 狹義相對論 量子論 A. B. C. D. ,D,探究： 1.你認為伽利略能夠確定加速運動定律的關(guān)鍵途徑是什么？你有