第25課現(xiàn)代科學(xué)革命 導(dǎo)入 一 經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī) 二 現(xiàn)代物理學(xué)的興起 請(qǐng)看圖回答 他們分別是什么人 做出了什么貢獻(xiàn) 伽利略 開(kāi)創(chuàng)了以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為根據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系的近代科學(xué) 被譽(yù)為 近代科學(xué)之父 經(jīng)典力學(xué)的奠基者 牛頓 發(fā)現(xiàn)了著名的萬(wàn)有引力定律和牛頓力學(xué)三定律 建立了經(jīng)典力學(xué)的基本體系 實(shí)現(xiàn)了物理學(xué)史上的第一次大飛躍經(jīng)典力學(xué)的建立者 請(qǐng)思考牛頓的主要貢獻(xiàn)及牛頓力學(xué)的影響 經(jīng)典力學(xué)創(chuàng)立以后 人們把經(jīng)典力學(xué)看作絕對(duì)權(quán)威的理論 認(rèn)為一切自然現(xiàn)象都可以用經(jīng)典力學(xué)加以說(shuō)明 事實(shí)果真如此嗎 一 經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī) 一 經(jīng)典物理學(xué)的創(chuàng)立 1 時(shí)間 17 19世紀(jì)2 基礎(chǔ) 17世紀(jì)牛頓創(chuàng)立的經(jīng)典力學(xué) 3 發(fā)展 到19世紀(jì) 在經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)上 光學(xué) 熱力學(xué) 電磁學(xué) 天體物理學(xué)等新興學(xué)科取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步 形成了經(jīng)典物理學(xué)體系 4 意義 經(jīng)典物理學(xué)把人類(lèi)對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)推進(jìn)到前所未有的深度和廣度 二 經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī)1 經(jīng)典物理學(xué)的絕對(duì)化2 物理學(xué)的新發(fā)現(xiàn) 一 經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī) 一 經(jīng)典物理學(xué)的創(chuàng)立 經(jīng)典力學(xué)的困境 在經(jīng)典力學(xué)體系中 時(shí)間和空間的量度是絕對(duì)不變的 隨著生產(chǎn)實(shí)踐特別是科學(xué)實(shí)驗(yàn)的發(fā)展 卻出現(xiàn)了一些由 絕對(duì)時(shí)空觀 解釋不了的實(shí)驗(yàn)事實(shí) 比如 電磁波 廣電傳播和快速的電子運(yùn)動(dòng)等 都不遵循牛頓力學(xué)定律 為了檢驗(yàn)以太的存在的假說(shuō) 1887年 美國(guó)物理學(xué)家邁克耳遜和莫雷用實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)以太的存在 實(shí)驗(yàn)的零結(jié)果否定了以太的存在 思考 以太 是什么 物理學(xué)家尋找 以太 的結(jié)果對(duì)物理學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了什么影響 探究 以太 是指被用來(lái)表示占據(jù)并充滿整個(gè)宇宙的一種媒質(zhì) 影響 由于 以太 的不存在 使得經(jīng)典物理學(xué)賴(lài)以建立絕對(duì)時(shí)空觀受到了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn) 引起物理學(xué)的一場(chǎng)革命 在革命中量子論和相對(duì)論誕生了 二 現(xiàn)代物理學(xué)的興起 一 愛(ài)因斯坦與相對(duì)論1 相對(duì)論的提出 一 經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī) 一 經(jīng)典物理學(xué)的創(chuàng)立 二 經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī) 愛(ài)因斯坦提出相對(duì)論 20世紀(jì)初 愛(ài)因斯坦提出相對(duì)論為物理學(xué)的發(fā)展帶來(lái)了革命性的變化 二 現(xiàn)代物理學(xué)的興起 一 愛(ài)因斯坦與相對(duì)論1 相對(duì)論的提出 一 經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī) 一 經(jīng)典物理學(xué)的創(chuàng)立 二 經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī) 愛(ài)因斯坦是現(xiàn)代物理學(xué)的開(kāi)創(chuàng)者和奠基人 1879年3月14日生于德國(guó)的烏爾姆 1955年4月18日卒于美國(guó)的普林斯頓 1900年畢業(yè)于瑞士蘇黎世聯(lián)邦工業(yè)大學(xué) 1905年獲蘇黎世大學(xué)博士學(xué)位 1909年任蘇黎世大學(xué)理論物理學(xué)副教授 1911年任布拉格大學(xué)教授 兩年后任德國(guó)威廉皇家物理研究所所長(zhǎng) 柏林大學(xué)教授 當(dāng)選為普魯士科學(xué)院院士 1932年受希特勒迫害離開(kāi)德國(guó) 1933年10月定居美國(guó) 2 相對(duì)論的兩個(gè)基本原理 相對(duì)性原理和光速不變?cè)?二 現(xiàn)代物理學(xué)的興起 一 愛(ài)因斯坦與相對(duì)論1 相對(duì)論的提出 一 經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī) 一 經(jīng)典物理學(xué)的創(chuàng)立 二 經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī) 相對(duì)論分為狹義相對(duì)論和廣義相對(duì)論 狹義相對(duì)論 1 否定了牛頓的絕對(duì)空間和絕對(duì)時(shí)間觀念 指出時(shí)間 空間和物質(zhì)運(yùn)動(dòng)不是各自孤立存在的 時(shí)間和空間是隨著物質(zhì)運(yùn)動(dòng)而變化的 物質(zhì)的質(zhì)量也是隨運(yùn)動(dòng)速度的變化而變化的 揭示了空間 時(shí)間 物質(zhì)運(yùn)動(dòng)之間的本質(zhì)上的統(tǒng)一性 從而建立一個(gè)既適用于宏觀低速又適用于微觀高速的運(yùn)動(dòng)理論 2 質(zhì)量和能量之間有密切的關(guān)系 從而推導(dǎo)出著名的質(zhì)能關(guān)系式E mc2 廣義相對(duì)論 進(jìn)一步揭示了時(shí)空結(jié)構(gòu)同物質(zhì)分布的關(guān)系 指出物質(zhì)間存在的萬(wàn)有引力是由于物質(zhì)的存在和分布使時(shí)間和空間的性質(zhì)不均勻而引起的 相對(duì)論的提出是物理學(xué)思想的一場(chǎng)重大革命 相對(duì)論既是原子內(nèi)部的微觀物理學(xué)的基礎(chǔ) 也是天體物理學(xué)和宇宙學(xué)的基礎(chǔ) 1 相對(duì)論的觀點(diǎn)提醒人們 不要被常識(shí)和日常經(jīng)驗(yàn)所蒙蔽 常識(shí)不一定是正確的 2 相對(duì)論提出是物理學(xué)領(lǐng)域最偉大的革命 3 相對(duì)論打破了經(jīng)典物理學(xué)絕對(duì)化的思維 為人們提供了辯證地看待世界的途徑 2 相對(duì)論的兩個(gè)基本原理 二 現(xiàn)代物理學(xué)的興起 一 愛(ài)因斯坦與相對(duì)論1 相對(duì)論的提出 一 經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī) 一 經(jīng)典物理學(xué)的創(chuàng)立 二 經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī) 3 意義 愛(ài)因斯坦能夠取得偉大成就有哪些條件 1 科學(xué)發(fā)展提供的基礎(chǔ) 2 科學(xué)發(fā)展需要提供動(dòng)力 3 個(gè)人堅(jiān)持不懈勤奮追求真理的優(yōu)秀品質(zhì) 4 科學(xué)的工作和研究方法 發(fā)散思維 二 現(xiàn)代物理學(xué)的興起 一 愛(ài)因斯坦與相對(duì)論 一 經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī) 一 經(jīng)典物理學(xué)的創(chuàng)立 二 經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī) 二 量子理論中的微觀世界 1 提出 德國(guó)物理學(xué)家普朗克 普朗克首創(chuàng)量子論 普朗克 普朗克是近代偉大的德國(guó)物理學(xué)家 量子論的奠基人 1858年4月23日生于基爾 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 1900年 他在黑體輻射研究中引入能量量子 普朗克 課外探究 學(xué)習(xí)探究 共同點(diǎn) 從背景上看 19世紀(jì)末 物理學(xué)得到了極大的發(fā)展 物理學(xué)的研究一方面深入到物質(zhì)內(nèi)部的微觀世界 另一方面擴(kuò)展到整個(gè)宇宙 但是 一系列新的發(fā)現(xiàn)無(wú)法用經(jīng)典物理學(xué)解釋 這使得經(jīng)典物理學(xué)陷入了危機(jī) 面臨著挑戰(zhàn) 從產(chǎn)生過(guò)程看 第一 都是科學(xué)大師們敢于向權(quán)威挑戰(zhàn) 追求真理的結(jié)果 第二 都經(jīng)歷了一個(gè)產(chǎn)生發(fā)展完善的過(guò)程 說(shuō)明了社會(huì)意識(shí)是一定的社會(huì)存在的反映 任何事物的產(chǎn)生和發(fā)展都要經(jīng)歷一個(gè)曲折的過(guò)程 量子力學(xué)的產(chǎn)生和相對(duì)論的產(chǎn)生有什么共同點(diǎn) 這說(shuō)明了什么 二 現(xiàn)代物理學(xué)的興起 一 愛(ài)因斯坦與相對(duì)論 一 經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī) 一 經(jīng)典物理學(xué)的創(chuàng)立 二 經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī) 二 量子理論中的微觀世界 1 提出 德國(guó)物理學(xué)家普朗克 2 發(fā)展 1 愛(ài)因斯坦提出了光的量子理論 2 丹麥物理學(xué)家玻爾提出了原子的量子理論 3 在這個(gè)基礎(chǔ)上 一門(mén)新的物理學(xué)分支量子力學(xué)建立起來(lái)了 二 現(xiàn)代物理學(xué)的興起 一 愛(ài)因斯坦與相對(duì)論 一 經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī) 一 經(jīng)典物理學(xué)的創(chuàng)立 二 經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī) 二 量子理論中的微觀世界 1 提出 德國(guó)物理學(xué)家普朗克 2 發(fā)展 3 意義 1 量子理論是現(xiàn)代物理學(xué)的另一大支柱 是20世紀(jì)最深刻 最有成就的科學(xué)理論之一 使人類(lèi)對(duì)微觀世界的基本認(rèn)識(shí)有了革命性的進(jìn)步 2 量子力學(xué)對(duì)化學(xué) 生物學(xué) 醫(yī)學(xué) 考古學(xué) 古生物學(xué)和地質(zhì)學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域都產(chǎn)生了重大影響 帶來(lái)許多劃時(shí)代的技術(shù)創(chuàng)新 如半導(dǎo)體和激光器的發(fā)明等 這直接推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展 從根本上改變了人類(lèi)的物質(zhì)生活 二 現(xiàn)代物理學(xué)的興起 一 愛(ài)因斯坦與相對(duì)論 一 經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī) 一 經(jīng)典物理學(xué)的創(chuàng)立 二 經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī) 二 量子理論中的微觀世界 三 現(xiàn)代物理學(xué)興起的意義 1 量子理論和相對(duì)論一起 共同構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ) 2 量子理論和相對(duì)論彌補(bǔ)了經(jīng)典物理學(xué)在宏觀世界和微觀的粒子世界面前的空缺 描繪了一個(gè)嶄新的世界 大大開(kāi)闊了人們的視野 改變了人們看世界的角度和方式 3 量子理論和相對(duì)論不僅對(duì)物理科學(xué)本身 對(duì)自然科學(xué) 而且對(duì)整個(gè)人類(lèi)的思維都產(chǎn)生了不可磨滅的影響 1 20世紀(jì)初 為物理學(xué)發(fā)展帶來(lái)革命性變化的是 A牛頓力學(xué)B經(jīng)典物理學(xué)C相對(duì)論D電磁學(xué) 2 現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)和兩大支柱是 牛頓力學(xué) 相對(duì)論 量子論 分子論A B C D 鞏固練習(xí) C D 3 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(duì)論的提出證明經(jīng)典物理學(xué)是完全錯(cuò)誤的D量子論使人類(lèi)對(duì)微觀世界的基本認(rèn)識(shí)有了革命性進(jìn)步 C 4 打破了經(jīng)典物理學(xué)的絕對(duì)化思維 為人們提供了辨證地看待世界的途徑的成就是 A相對(duì)論的提出B量子理論C量子假說(shuō)D萬(wàn)有引力定律 A 5 愛(ài)因斯坦的相對(duì)論與牛頓力學(xué)體系的關(guān)系 A完全繼承B完全否定C有否定 有發(fā)展D沒(méi)有關(guān)系 C 6 19世紀(jì)末 以牛頓力學(xué)為基礎(chǔ)的經(jīng)典物理學(xué)出現(xiàn)危機(jī)的根本原因是 A經(jīng)典物理學(xué)不夠完善B經(jīng)典物理學(xué)自身的局限性C物理學(xué)出現(xiàn)一系列新發(fā)現(xiàn)D經(jīng)典物理學(xué)僅能解釋地球上的物理現(xiàn)象 B 愛(ài)因斯坦根據(jù)相對(duì)論的觀點(diǎn)提出質(zhì)能轉(zhuǎn)換理論后 曾致信美國(guó)總統(tǒng)羅斯福 建議美國(guó)研制原子彈 以便在二戰(zhàn)中盡快戰(zhàn)勝法西斯國(guó)家 1945年8月 美國(guó)先后在日本的廣島 長(zhǎng)畸投下兩顆原子彈 加速了日本法西斯的投降 但對(duì)無(wú)辜平民的傷害也同樣令全世界震驚 愛(ài)因斯坦為此非常懊悔 從這件事中 我們能得到什么啟發(fā) 我們應(yīng)如何對(duì)待科學(xué)的發(fā)展 科學(xué)理論對(duì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展有巨大的推動(dòng)作用 但科學(xué)技術(shù)本身是一把雙刃劍 科技能造福人類(lèi) 推動(dòng)生產(chǎn)力水平的提高 但如果運(yùn)用不當(dāng) 也能危害人類(lèi)