近代物理学奠基人课件.ppt

1、自由落体定理创立者自由落体定理创立者 1616年，意大利科学家伽年，意大利科学家伽利略被传唤到罗马的宗教裁判利略被传唤到罗马的宗教裁判所，所，-遭到苦刑和恐吓，遭到苦刑和恐吓，-被判处终身监禁，他的书被判处终身监禁，他的书也被列为禁书。也被列为禁书。 1642年，伽年，伽利略在贫病交加中逝世利略在贫病交加中逝世 。 伽利略的遭遇伽利略的遭遇小老弟：我很不明白，小老弟：我很不明白，你怎么和我这个权威你怎么和我这个权威人士过不去呢？人士过不去呢？老兄：不是我有意和老兄：不是我有意和你作对，关键是我遇你作对，关键是我遇事总喜欢问为什么？事总喜欢问为什么？而且更愿意通过而且更愿意通过实实验验来印证理论

2、是否合来印证理论是否合理？理？ 伽利略是用什么办法推翻亚伽利略是用什么办法推翻亚里士多德的学说？里士多德的学说？ 通过通过“两个铁两个铁球同时落地球同时落地”的实的实验，推翻了亚里士验，推翻了亚里士多德多德“物体落下的物体落下的速度和重量成比例速度和重量成比例”的学说。的学说。一个伟大的科学家与苹一个伟大的科学家与苹果的故事果的故事惯性定律惯性定律加速度定律加速度定律作用和反作用作用和反作用定律定律物理运动物理运动三大定律三大定律万有引力万有引力定律定律经典力学体系经典力学体系成就之成就之“牛牛”评价之评价之“牛牛”艺术家笔下的牛顿像神一样在制定宇宙规律艺术家笔下的牛顿像神一样在制定宇宙规律

3、1919世纪末，在牛顿力学基础上经典世纪末，在牛顿力学基础上经典物理学发展的近乎完美，有物理学家物理学发展的近乎完美，有物理学家表示表示：“1919世纪已经将物理大厦世纪已经将物理大厦全部建成，今后物理学家只是全部建成，今后物理学家只是修饰和完美这座大厦。修饰和完美这座大厦。”从宏观世界到微观从宏观世界到微观世界世界普朗克普朗克：1900年发表年发表关于正常光谱能量关于正常光谱能量分布定律的理论分布定律的理论标标志着志着量子理论量子理论的诞生。的诞生。意义：人类对客观规律意义：人类对客观规律的认识，开始从的认识，开始从宏观世宏观世界深入到微观世界界深入到微观世界1905年，爱因斯坦成功解释光电

4、效应年，爱因斯坦成功解释光电效应二、星光璀璨二、星光璀璨“牛顿先生很抱歉我推翻了您的理论牛顿先生很抱歉我推翻了您的理论” 爱因斯坦爱因斯坦1905年年发表发表论动体的电论动体的电动力学动力学提出了提出了狭狭义相对论义相对论，认，认为为时间和空间都与物时间和空间都与物质运动有关，随着物质运动有关，随着物质运动速度的变化而质运动速度的变化而变化变化。这个故事形象地说明了这个故事形象地说明了时间和空间的相对性。时间和空间的相对性。 为了对这一深奥的理论做通俗的说为了对这一深奥的理论做通俗的说明，爱因斯坦曾经风趣地对一名男青年明，爱因斯坦曾经风趣地对一名男青年说：说：“我打个比方，比如你我打个比方，比

5、如你屁股坐在火屁股坐在火炉上烤炉上烤和和坐在公园柳荫下与女士谈情说坐在公园柳荫下与女士谈情说爱爱，那么，同样的时间你觉得哪一个更，那么，同样的时间你觉得哪一个更长？长？”男青年说：男青年说：“当然坐在火炉上烤当然坐在火炉上烤的时间觉得长久。的时间觉得长久。”爱因斯坦说：爱因斯坦说：“这这就是我的相对论内容。就是我的相对论内容。”钟慢现象：钟慢现象：运动的钟比静止的钟走得运动的钟比静止的钟走得慢，而且，运动速度越快，钟走的越慢，而且，运动速度越快，钟走的越慢，接近光速时，钟就几乎停止了。慢，接近光速时，钟就几乎停止了。 广义相对论广义相对论（19161916年）年） 现实现实空空间间不是平坦不是

6、平坦的，而是的，而是弯弯曲曲的，物体的，物体使周围时空使周围时空弯曲。这种弯曲。这种弯曲可使从弯曲可使从它旁边经过它旁边经过的光线，改的光线，改变路径。变路径。 材料：材料：19191919年年5 5月，英国派出了两支远月，英国派出了两支远征队分赴非洲和南美两地观察日全食。征队分赴非洲和南美两地观察日全食。此行是为了此行是为了验证验证一个德国人的奇怪理一个德国人的奇怪理论。结果在拍摄到的两张重叠的底片论。结果在拍摄到的两张重叠的底片上可以清晰地看到一条笔直的星光在上可以清晰地看到一条笔直的星光在穿过阴影中的太阳时，竟然发生了偏穿过阴影中的太阳时，竟然发生了偏转，偏转角是转，偏转角是1.71.7

7、秒秒，与爱因斯坦的计，与爱因斯坦的计算结果完全一致。算结果完全一致。爱因斯坦预言：遥远的星光如果掠过太爱因斯坦预言：遥远的星光如果掠过太阳表面将会发生阳表面将会发生1.7 秒秒的偏转。的偏转。狭义相对论狭义相对论意义意义主要内容主要内容提出提出广义相对论广义相对论19051905年年1916年年是对牛顿力学是对牛顿力学的继承和发展的继承和发展第一次阐述了第一次阐述了四维时空和物四维时空和物质分布相联系质分布相联系的重要思想的重要思想爱因斯坦的相对论爱因斯坦的相对论是近代物理学理论框架的重大突破；是近代物理学理论框架的重大突破；是人类思想发展史上中的一次根本性变革是人类思想发展史上中的一次根本性

8、变革与量子理论一起，构成了现代物理学的基本理与量子理论一起，构成了现代物理学的基本理论框架论框架时空相对性时空相对性空间弯曲取决质空间弯曲取决质量及分布情况量及分布情况 “人们不要以为，牛顿的伟大工作能人们不要以为，牛顿的伟大工作能被这一理论或者任何别的理论所代替。他被这一理论或者任何别的理论所代替。他的伟大而明晰的观念，作为自然哲学领域的伟大而明晰的观念，作为自然哲学领域里整个近代概念的基础，将永远保持它的里整个近代概念的基础，将永远保持它的独特意义。独特意义。” ” 爱因斯坦爱因斯坦狭义相对论与牛顿经典力学之间狭义相对论与牛顿经典力学之间是什么关系？是什么关系？继承和发展继承和发展思考：爱

9、因斯坦相对论的创立是思考：爱因斯坦相对论的创立是不是意味着牛顿力学的消亡？不是意味着牛顿力学的消亡？ 托勒密创造了一个宇宙，他持续了一托勒密创造了一个宇宙，他持续了一千四百年。牛顿也创造了一个宇宙，持续千四百年。牛顿也创造了一个宇宙，持续了三百年。爱因斯坦又创造了一个宇宙，了三百年。爱因斯坦又创造了一个宇宙，我还不能告诉你们我还不能告诉你们它会持续多久它会持续多久。 萧伯纳萧伯纳相对论会是物理学发展的终点吗？相对论会是物理学发展的终点吗？三、未来之光三、未来之光 据英国新科学家网（2011）10月5日报道，诺贝尔化学奖评选委员-对全世界科学家们发出了警告警告：“即使最伟大的即使最伟大的科学家也

10、会陷于传统藩篱的桎梏中，保持开科学家也会陷于传统藩篱的桎梏中，保持开放的头脑、敢于质疑现有认知是科学家最重放的头脑、敢于质疑现有认知是科学家最重要的品质。要的品质。” 爱因斯坦及相对论会是物理学的爱因斯坦及相对论会是物理学的终极权威吗？终极权威吗？ 斯蒂芬斯蒂芬威廉威廉霍金霍金，被称为在世的最伟大被称为在世的最伟大的科学家，他被誉为的科学家，他被誉为继爱因斯坦之后世界继爱因斯坦之后世界上最著名的科学思想上最著名的科学思想家和最杰出的理论物家和最杰出的理论物理学家。理学家。科学是在对经典不断的科学是在对经典不断的继承继承和和理性的质疑理性的质疑中向前发展！中向前发展！选择题选择题1 1、法国数学

11、家和天文学家拉普拉斯曾经这样说过：、法国数学家和天文学家拉普拉斯曾经这样说过：“不会产生两个牛顿，因为要发现的世界只有一个。不会产生两个牛顿，因为要发现的世界只有一个。”牛顿所发现的牛顿所发现的“世界世界”是指是指 ( )( ) A A微积分微积分 B B反射望远镜反射望远镜 C C光的色散原理光的色散原理 D D三大运动定律三大运动定律D D2 2、一位科学家的墓碑上镌刻着这样的铭文：、一位科学家的墓碑上镌刻着这样的铭文：“他以神一般的力量他以神一般的力量第一个说明了行星的第一个说明了行星的运动和图像。运动和图像。”这位科学家应该是这位科学家应该是 ( )( ) A A伽利略伽利略 B B牛

12、顿牛顿 C C爱因斯坦爱因斯坦 D D普朗克普朗克B3 3、牛顿曾经说过：、牛顿曾经说过：“如果说我看得远，那是因如果说我看得远，那是因为我站在巨人的肩膀上。为我站在巨人的肩膀上。”正是站在伽利略、开正是站在伽利略、开普勒等巨人的肩膀上，牛顿才建立起宏伟的经典普勒等巨人的肩膀上，牛顿才建立起宏伟的经典力学大厦，这座大厦建立起来的标志是力学大厦，这座大厦建立起来的标志是 ( )( ) A A关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话发表发表 B B物种起源物种起源发表发表 C C自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理发表发表 D D纯粹理性批判纯粹理性批判发表发表C

13、C4 4、2020世纪初，爱因斯坦相对论的提出是物理学世纪初，爱因斯坦相对论的提出是物理学的一场变革。它的一场变革。它 ( )( )A A否定了经典力学体系否定了经典力学体系 B B打破了绝对时空观打破了绝对时空观C C彻底解决了彻底解决了1919世纪以来物理学面临的危机世纪以来物理学面临的危机D D标志着对物质世界的认识开始进入微观粒子标志着对物质世界的认识开始进入微观粒子世界世界5 5、打破了经典物理学的绝对化思维，为人们提、打破了经典物理学的绝对化思维，为人们提供了辩证地看待世界的途径的成就是供了辩证地看待世界的途径的成就是 ( )( ) A A相对论的提出相对论的提出 B B自由落体运动规律的提出自由落体运动规律的提出 C C量子论的提出量子论的提出 D D万有引力定律的提出万有引力定律的提出B BA 6 6、对于爱因斯坦创立的相对论与牛顿力、对于爱因斯坦创立的相对论与牛顿力学的关系，比较准确的说法是学的关系，比较准确的说法是 ( )( ) A A前者完全否定了后者前者完全否定了后者 B B前者发展和概括了后者前者发展和概括了后者 C C后者发展了前者后者发展了前者 D D前者融合了后者前者融合了后者 B B