物理學(xué)的重大進(jìn)展

物理學(xué)的重大進(jìn)展第一頁(yè)，共25頁(yè)。第一個(gè)“蘋(píng)果”

——誘惑了夏娃，使人類有了智慧之源第二個(gè)“蘋(píng)果”

——砸醒了牛頓，使人類有了近代科學(xué)第三個(gè)“蘋(píng)果”

——成就了喬布斯，使人類有了精彩生活“三個(gè)蘋(píng)果”改變了世界第二頁(yè)，共25頁(yè)。

——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(ài)因斯坦創(chuàng)立相對(duì)論量子論的代表人物當(dāng)邂逅科學(xué)第三頁(yè)，共25頁(yè)。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(duì)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(yè)，共25頁(yè)。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(shuō)”的正確性

伽利略的成就“近代科學(xué)之父”

意義：

開(kāi)創(chuàng)了以實(shí)驗(yàn)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(kāi)端。第五頁(yè)，共25頁(yè)。

1609年，伽利略創(chuàng)制了天文望遠(yuǎn)鏡。他觀測(cè)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(yè)，共25頁(yè)。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(dòng)了整個(gè)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(yè)，共25頁(yè)。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(duì)話》。1633年，羅馬教皇召令他到羅馬受審，強(qiáng)迫他簽字“悔過(guò)”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(yè)，共25頁(yè)。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(yùn)動(dòng)三大定律；萬(wàn)有引力定律；

第九頁(yè)，共25頁(yè)。①牛頓第一定律（慣性定律）：每個(gè)物體繼續(xù)保持其靜止或沿一直線作等速運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的改變和所加的動(dòng)力成正比，并且發(fā)生在所加力的那個(gè)直線方向上③牛頓第三定律（作用與反作用定律）：每一個(gè)作用總有一個(gè)相等的反作用和它相對(duì)抗④萬(wàn)有引力定律：任何物體都有吸引力，兩個(gè)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(gè)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(yè)，共25頁(yè)。

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(yè)，共25頁(yè)。用牛頓力學(xué)算出了哈雷彗星的回歸周期。長(zhǎng)期以來(lái)到，人們一直認(rèn)為彗星是神秘的，根本不能用科學(xué)來(lái)說(shuō)明。牛頓說(shuō)，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(yè)，共25頁(yè)。

1781年天王星被發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家用牛頓力學(xué)計(jì)算它的軌道，可是計(jì)算結(jié)果總是同觀測(cè)紀(jì)錄不大相符。經(jīng)反復(fù)核算，觀測(cè)無(wú)誤。那問(wèn)題是否出現(xiàn)在牛頓力學(xué)上面？法國(guó)的勒維列和英國(guó)的亞當(dāng)斯堅(jiān)信牛頓力學(xué)的正確，大膽猜想計(jì)算結(jié)果之所以不理想，是因?yàn)樘?yáng)系中還有一顆未知的行星，我們沒(méi)有考慮到它對(duì)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(tái)臺(tái)長(zhǎng)在收到勒維列來(lái)信的當(dāng)晚，用望遠(yuǎn)鏡對(duì)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(yè)，共25頁(yè)。①把地球上物體的運(yùn)動(dòng)和天體的運(yùn)動(dòng)概括到同一個(gè)理論中，形成以實(shí)驗(yàn)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(jiàn)性、科學(xué)性。(2)意義:第十四頁(yè)，共25頁(yè)。二、相對(duì)論的創(chuàng)立1、背景：經(jīng)典力學(xué)的危機(jī)2、過(guò)程（1）1905年提出狹義相對(duì)論（2）1916年，完成廣義相對(duì)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(duì)時(shí)空觀，揭示時(shí)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(duì)論力學(xué)之中，推動(dòng)物理學(xué)發(fā)展到一個(gè)新的高度。3、意義第十五頁(yè)，共25頁(yè)。

由于相對(duì)論的觀點(diǎn)與人們的日常經(jīng)驗(yàn)不太一致，甚至有著尖銳的沖突，相對(duì)論從一開(kāi)始就受到包括一些科學(xué)家在內(nèi)的很多人的反對(duì)。

1921年愛(ài)因斯坦獲得了諾貝爾獎(jiǎng)，當(dāng)時(shí)不少德國(guó)的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者威脅說(shuō)，如果給相對(duì)論授獎(jiǎng)，他們就要退回已獲得的獎(jiǎng)?wù)?，結(jié)果評(píng)選委員會(huì)只好讓愛(ài)因斯坦作為光電效應(yīng)理論的建立者得獎(jiǎng)，相對(duì)論始終沒(méi)有獲得諾貝爾獎(jiǎng)。但相對(duì)論在物理學(xué)上卻非常合理且為實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。第十六頁(yè)，共25頁(yè)。早上6時(shí)，衛(wèi)星鬧鐘把你從床上叫起。抱怨愛(ài)因斯坦吧。你的鬧鐘之所以能在早上6時(shí)準(zhǔn)時(shí)響起，是因?yàn)楦鲊?guó)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(shí)一次。但如果它們不是以愛(ài)因斯坦最著名的理論———相對(duì)論效應(yīng)為依據(jù)校時(shí)的話，全球的定時(shí)和定位系統(tǒng)將一團(tuán)糟，甚至完全失去意義。6時(shí)15分，你剃須時(shí)不小心劃傷了自己，牙膏也滴在了襯衫上。抱怨愛(ài)因斯坦吧。正是愛(ài)因斯坦測(cè)量液體分子大小的理論使眾多發(fā)明成為現(xiàn)實(shí)，包括如何生產(chǎn)出效果更好的剃須液和牙膏。6時(shí)30分，你打開(kāi)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(zhǎng)?？雌饋?lái)又是糟糕的一天。抱怨愛(ài)因斯坦吧。是他的光電效應(yīng)理論使電視攝影機(jī)在后來(lái)成為現(xiàn)實(shí)。遙控器、數(shù)碼相機(jī)也都離不開(kāi)這一理論。第十七頁(yè)，共25頁(yè)。紅色——代表過(guò)去

藍(lán)色——代表未來(lái)

黃綠——表連結(jié)過(guò)去到未來(lái)2005世界物理年

對(duì)物理學(xué)家而言，這個(gè)標(biāo)識(shí)象征的是光錐；對(duì)一般大眾而言常被看成是沙漏，象征著愛(ài)因斯坦在時(shí)間相對(duì)性上淵博的見(jiàn)解及洞察力。第十八頁(yè)，共25頁(yè)。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。第十九頁(yè)，共25頁(yè)。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(mén)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(mén)學(xué)科，太可惜了。”【質(zhì)疑與思考】：那么，物理學(xué)是不是一門(mén)已經(jīng)完成了的學(xué)科，不會(huì)再有多大的發(fā)展呢？第二十頁(yè)，共25頁(yè)。第二十一頁(yè)，共25頁(yè)。1、誕生1900年，普朗克提出量子假說(shuō)，宣告量子論誕生三、量子論的誕生與發(fā)展(1)愛(ài)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(yè)，共25頁(yè)。（1）量子論是人類對(duì)微觀世界的基本認(rèn)識(shí)取得革命性的進(jìn)步,與相對(duì)論一起,構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)。（2）相對(duì)論和量子論發(fā)現(xiàn)人們?nèi)粘＝?jīng)驗(yàn)之外的宏觀世界和微觀世界的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，不僅推動(dòng)了物理學(xué)的進(jìn)步，還大大開(kāi)闊了人們視野，改變了