1、科学勃兴科学勃兴 进展辉煌进展辉煌转化生产转化生产 科技革命科技革命文艺复兴文艺复兴 思想解放思想解放-经典力学、相对经典力学、相对论和量子论、进化论论和量子论、进化论（1111、1212课）课）-三次科技革命（三次科技革命（1313课）课）科技历程科技历程【课程标准【课程标准】了解经典力学的主要内容，认识其在近了解经典力学的主要内容，认识其在近代自然科学理论发展中的历史地位。代自然科学理论发展中的历史地位。探究：他们分别是什么人？有什么贡献？探究：他们分别是什么人？有什么贡献？第第1111课课 物理学的重大进展物理学的重大进展伽利略伽利略 牛顿牛顿 爱因斯坦爱因斯坦 普朗克普朗克近代科学开端
2、的标志：近代科学开端的标志：天文学革命天文学革命近代科学正式形成的标志：近代科学正式形成的标志：经典力学体系的建立经典力学体系的建立古希腊科学家古希腊科学家亚里士多德亚里士多德物理学的曲折发展物理学的曲折发展“落体的速度与重量成正比落体的速度与重量成正比”“物体从来都是静止的，除非物体从来都是静止的，除非你用力推它才开始运动你用力推它才开始运动”一、经典力学一、经典力学1.1.经典力学产生的背景经典力学产生的背景文艺复兴推动文艺复兴推动伽利略伽利略为经典力学的建立奠定了基础。为经典力学的建立奠定了基础。伽利略伽利略（1564156416421642），），伟大的意大利物理学家和天伟大的意大利物
3、理学家和天文学家，他开创了以实验事实文学家，他开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系和为根据并具有严密逻辑体系和数学表述形式的近代科学，被数学表述形式的近代科学，被誉为誉为“近代科学之父近代科学之父”。他第。他第一个把望远镜对准天空进行观一个把望远镜对准天空进行观测，出版了测，出版了星空使者星空使者一书一书。16321632年，他出版了年，他出版了关于托关于托勒密和哥白尼两大世界体系的勒密和哥白尼两大世界体系的对话对话，把哥白尼的学说推到，把哥白尼的学说推到了最终胜利的阶段。了最终胜利的阶段。公元前公元前4 4世纪，世纪，亚里士多德亚里士多德创创立了立了“地心说地心说”。亚里士多德认为。亚里
4、士多德认为，宇宙是一个有限的球体，分为天，宇宙是一个有限的球体，分为天地两层，地两层，地球位于宇宙中心地球位于宇宙中心，所以，所以日月围绕地球运行，物体总是落向日月围绕地球运行，物体总是落向地面。是上帝推动了恒星天层，才地面。是上帝推动了恒星天层，才带动了所有的天层。人类居住的地带动了所有的天层。人类居住的地球，巍然不动地居于宇宙中心。球，巍然不动地居于宇宙中心。托勒密：托勒密：古希腊地理学家，天文古希腊地理学家，天文学家，数学家。一生著述甚多，学家，数学家。一生著述甚多，其中，其中，天文学大成天文学大成主要论述主要论述了他所创立的了他所创立的地心说地心说。哥白尼：哥白尼：曾潜心研究过曾潜心研
5、究过“地心说地心说”，做了许多笔记，做了许多笔记和计算，并开始用仪器观测和计算，并开始用仪器观测天象，头脑里开始孕育新的天象，头脑里开始孕育新的天文体系。天文体系。在在15431543年出版的年出版的天体运动论天体运动论中，哥白尼中，哥白尼向人们描述了他的宇宙图景向人们描述了他的宇宙图景：太阳位于宇宙的中心太阳位于宇宙的中心，有，有五颗当时已知的行星和地球五颗当时已知的行星和地球围绕太阳旋转。围绕太阳旋转。文艺复兴时期波兰科学家哥白文艺复兴时期波兰科学家哥白尼提出尼提出“日心说日心说”，并写成，并写成天体天体运行论运行论，否定亚里士多德的地心，否定亚里士多德的地心说，掀起天文学的革命，从根本上
6、说，掀起天文学的革命，从根本上动摇了宗教神学的理论基础动摇了宗教神学的理论基础。布鲁诺布鲁诺极力宣扬极力宣扬“日心说日心说”，受到，受到教会的迫害，年月日教会的迫害，年月日，宗教裁判所判处布鲁诺火刑，布，宗教裁判所判处布鲁诺火刑，布鲁诺以轻蔑的态度听完判决书后，鲁诺以轻蔑的态度听完判决书后，正义凛然地说：正义凛然地说：“你们对我宣读判你们对我宣读判词，比我听判词还要感到恐惧词，比我听判词还要感到恐惧”。行刑前，刽子手举着火把问布鲁诺行刑前，刽子手举着火把问布鲁诺：“你的末日已经来临，还有什么要说的吗？你的末日已经来临，还有什么要说的吗？”布鲁诺满布鲁诺满怀信心庄严地宣布：怀信心庄严地宣布：“黑
7、暗即将过去，黎明即将来临，真黑暗即将过去，黎明即将来临，真理终将战胜邪恶理终将战胜邪恶！”他最后高呼：他最后高呼：“火，不能征服我，未火，不能征服我，未来的世界会了解我，会知道我的价值来的世界会了解我，会知道我的价值。”岁的布鲁诺岁的布鲁诺在熊熊烈火中英勇就义。他死后，教会甚至害怕人们抢走在熊熊烈火中英勇就义。他死后，教会甚至害怕人们抢走这位伟大思想家的骨灰来纪念他，匆匆忙忙把他的骨灰连这位伟大思想家的骨灰来纪念他，匆匆忙忙把他的骨灰连同泥土一起抛撒在台伯河中。同泥土一起抛撒在台伯河中。16101610年，伽利略用望远镜发年，伽利略用望远镜发现有现有4 4颗卫星围绕着木星转。颗卫星围绕着木星转
8、。这一发现震动了整个欧洲和这一发现震动了整个欧洲和全球科学界。全球科学界。伽利略是第一位利用望远镜伽利略是第一位利用望远镜观察天体的人。目前人类发观察天体的人。目前人类发现的现的1616颗木星卫星中，有颗木星卫星中，有颗叫颗叫“伽利略卫星伽利略卫星”。木星和它的伽利略卫星木星和它的伽利略卫星 他又发现太阳上有黑子，月球他又发现太阳上有黑子，月球上有山脉，为哥白尼的地球绕着太上有山脉，为哥白尼的地球绕着太阳公转的阳公转的“日心说日心说”找到了有力证找到了有力证据。宗教法庭把他软禁在家，不准据。宗教法庭把他软禁在家，不准外出。年多后，伽伽利略临死前外出。年多后，伽伽利略临死前仍不屈服，坚定地说：仍
9、不屈服，坚定地说：“地球确实地球确实在围着太阳转！在围着太阳转！”他的努力没有白他的努力没有白费，越来越多的人开始探索星空和费，越来越多的人开始探索星空和科学！科学！人们争相传颂：人们争相传颂：“哥伦布哥伦布发现了新大陆，伽利发现了新大陆，伽利略发现了新宇宙略发现了新宇宙”。科学的真理不应在科学的真理不应在古代圣人的蒙着灰尘古代圣人的蒙着灰尘的书上去找，而应该的书上去找，而应该在实验中和以实验为在实验中和以实验为基础的理论中去找。基础的理论中去找。伽利略伽利略“近代科学之父近代科学之父”伽俐略伽俐略 伽利略对亚里士多德力学观的否定伽利略对亚里士多德力学观的否定 亚里士多德的力学观：必须有力作用
10、在物亚里士多德的力学观：必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就会静止。如：会静止。如：“推箱子推箱子”的例子的例子 伽利略通过观察、实验和推理，得出结论伽利略通过观察、实验和推理，得出结论：如果运动物体不受阻碍，它将速度保持不：如果运动物体不受阻碍，它将速度保持不变地变地持续运动持续运动下去。下去。1590 1590年，年，伽俐略伽俐略在斜塔在斜塔的顶层做自由落体运动实的顶层做自由落体运动实验，让两个重量相差验，让两个重量相差1010倍倍的铁球，同时从塔顶落下的铁球，同时从塔顶落下，结果两球同时着地，因，结果两球同时着地，因而，雄辩地一
11、举推翻了束而，雄辩地一举推翻了束缚人们近缚人们近20002000年的希腊学年的希腊学者者亚里士多德亚里士多德关于重量不关于重量不同的物体，其下落的速度同的物体，其下落的速度也不相同的也不相同的“物体下落速物体下落速度与重量成正比度与重量成正比”的理论的理论。伽俐略开创了实验物理伽俐略开创了实验物理的新时代，的新时代，为经典力学的为经典力学的创立奠定基础创立奠定基础。一、经典力学一、经典力学1.1.经典力学产生的背景经典力学产生的背景文艺复兴推动文艺复兴推动伽利略伽利略为经典力学的建立奠定了基础。为经典力学的建立奠定了基础。新兴的资产阶级在经济上和政治上对自新兴的资产阶级在经济上和政治上对自然科
12、学的迫切需要然科学的迫切需要一、经典力学一、经典力学 1.1.经典力学产生的背景经典力学产生的背景 2.2.牛顿创立经典力学体系牛顿创立经典力学体系 三百年前，人类的思想还充斥着迷信和三百年前，人类的思想还充斥着迷信和恐惧，水为什么往低处流？太阳为什么升起恐惧，水为什么往低处流？太阳为什么升起落下？这些今天看来简单之极的问题，在当落下？这些今天看来简单之极的问题，在当时却是根本无法认识和把握的。直到牛顿出时却是根本无法认识和把握的。直到牛顿出现，人类才终于结束了这种状态。现，人类才终于结束了这种状态。大国崛起大国崛起解说词解说词牛顿牛顿出生于英国的林肯出生于英国的林肯郡，郡，16651665年
13、毕业于著名的年毕业于著名的剑桥大学三一学院，获得剑桥大学三一学院，获得学士学士学位。三年后又获得学位。三年后又获得文学文学硕士学位。牛顿曾经硕士学位。牛顿曾经长期担任英国皇家学会会长期担任英国皇家学会会长，他还担任过英国议会长，他还担任过英国议会议员议员，授予，授予爵士爵士称号。称号。17271727年，他病逝，被安葬年，他病逝，被安葬于威斯敏斯特教堂，这是于威斯敏斯特教堂，这是一种极高的荣誉。一种极高的荣誉。牛顿（牛顿（1642164217271727）牛顿是生活在地球上的影响最大的科学家之一。生于伽利牛顿是生活在地球上的影响最大的科学家之一。生于伽利略逝世的那一天。略逝世的那一天。牛顿少年
14、时代即表现出手工制作精巧机械的才能。虽然他牛顿少年时代即表现出手工制作精巧机械的才能。虽然他是个聪明伶俐的孩子，但并未引起他的老师们的注意。是个聪明伶俐的孩子，但并未引起他的老师们的注意。他在学他在学校的成绩不好，他体弱多病，性格腼腆。学习成绩是班上倒数校的成绩不好，他体弱多病，性格腼腆。学习成绩是班上倒数几名，还经常受顽皮学生的欺侮。几名，还经常受顽皮学生的欺侮。直到有一次跟同学打架。据直到有一次跟同学打架。据说那个男孩在牛顿的肚于上踹了一脚，于是牛顿把他狠狠地揍说那个男孩在牛顿的肚于上踹了一脚，于是牛顿把他狠狠地揍了一顿，并把他的鼻于摁在教堂的墙上蹭来蹭去。从此之后，了一顿，并把他的鼻于摁
15、在教堂的墙上蹭来蹭去。从此之后，牛顿便开始在班里崭露头角，尤其在制作模型上表现出心灵手牛顿便开始在班里崭露头角，尤其在制作模型上表现出心灵手巧巧 。成年时，母亲令其退学，因为希望儿子成为一名出色的农成年时，母亲令其退学，因为希望儿子成为一名出色的农夫。夫。十分幸运的是他的主要天赋不满足于他在农业方面发挥。十分幸运的是他的主要天赋不满足于他在农业方面发挥。他被证明不是一个好农夫，干活漫不经心，而且脾气急躁。于是他被证明不是一个好农夫，干活漫不经心，而且脾气急躁。于是他又被送回学校，他又被送回学校，1818岁那年他进入了剑桥大学，极快地通晓了岁那年他进入了剑桥大学，极快地通晓了当时已知的自然与数学
16、知识，之后转入个人的专门研究。当时已知的自然与数学知识，之后转入个人的专门研究。牛顿所处时代牛顿所处时代（1717世纪中叶至世纪中叶至1818世纪初）世纪初）的时代特征的时代特征 经济上：资本主义发展到手工工场时期经济上：资本主义发展到手工工场时期政治上：资本主义制度在英国确立政治上：资本主义制度在英国确立思想上：启蒙运动逐渐兴起和发展思想上：启蒙运动逐渐兴起和发展科技上：伽利略及前人研究的科技成果科技上：伽利略及前人研究的科技成果牛顿为什么会赢得掌声不断、鲜花无数？牛顿为什么会赢得掌声不断、鲜花无数？牛顿有哪些重要贡献？牛顿有哪些重要贡献？其中最重要的是什么？其中最重要的是什么？数学数学：二
17、项式定理，微积分二项式定理，微积分 光学光学：发现太阳光的光谱，微粒说发现太阳光的光谱，微粒说 天文学天文学：发明反射式望远镜等发明反射式望远镜等 力学力学：自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理 物体运动三大定律；万有引力定律物体运动三大定律；万有引力定律 形成经典力学体系形成经典力学体系自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理书影书影 16871687年，牛顿出版年，牛顿出版了了自然哲学的数学自然哲学的数学原理原理，建立起了完，建立起了完整的力学理论体系，整的力学理论体系，实现了物理学史上的实现了物理学史上的第一次大飞跃。第一次大飞跃。2.2.牛顿牛顿经典力学的创立者经典力学的创立者内容：内容：
18、创立标志：创立标志：16871687年发表年发表自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理提出了物体机械运动三大定律和万有引提出了物体机械运动三大定律和万有引力定律等，形成了力定律等，形成了以实验为基础的以数以实验为基础的以数学为表达形式学为表达形式的牛顿力学体系。的牛顿力学体系。这就是牛顿在这就是牛顿在剑桥的苹果树剑桥的苹果树牛顿家里的牛顿家里的苹果树苹果树 第一件，第一件，用牛顿力学算出用牛顿力学算出地球的形状象只桔子。地球的形状象只桔子。古希古希腊的亚里士多德认为地球是个腊的亚里士多德认为地球是个正球体，两千年来人们对此深正球体，两千年来人们对此深信不疑。牛顿却根据他的力学信不疑。牛顿却根据他
19、的力学，说，说地球是个扁球体，象只大地球是个扁球体，象只大桔子桔子。此言一出，学界哗然。此言一出，学界哗然。地球那么大，牛顿又从不出远地球那么大，牛顿又从不出远门，他凭什么说地球有点扁？门，他凭什么说地球有点扁？可是法国科学家经过三次实地可是法国科学家经过三次实地测量，终于证实了牛顿的看法测量，终于证实了牛顿的看法。用力学能算出地球的形状，用力学能算出地球的形状，真是个奇迹。真是个奇迹。历史上证实牛顿历史上证实牛顿力学的三件事力学的三件事第二件，用牛顿力学算出了哈雷彗星回归周期第二件，用牛顿力学算出了哈雷彗星回归周期长期以来到，人们一直认为彗星是神秘的，根本不能长期以来到，人们一直认为彗星是神
20、秘的，根本不能用科学来说明。牛顿说，既然彗星也是天体，就必然用科学来说明。牛顿说，既然彗星也是天体，就必然遵循力学规律。他的好友哈雷用牛顿力学算出了遵循力学规律。他的好友哈雷用牛顿力学算出了16821682年出现的彗星的轨道，指出它的回归周期是年出现的彗星的轨道，指出它的回归周期是75757676年年，由此预言它将在，由此预言它将在17581758年再次出现。哈雷年再次出现。哈雷17051705年发表年发表这个预言，当时他已这个预言，当时他已4949岁，却要预言岁，却要预言5353年以后的事，年以后的事，岂非耸人听闻？可是岂非耸人听闻？可是17581758年这颗彗星果然如期出现，年这颗彗星果然
21、如期出现，并被命名为哈雷彗星。并被命名为哈雷彗星。1781 1781年天王星被年天王星被发现，科学家用牛发现，科学家用牛顿力学计算它的轨顿力学计算它的轨道，可是计算结果道，可是计算结果总是同观测纪录不总是同观测纪录不大相符。经反复核大相符。经反复核算，观测无误。那算，观测无误。那问题是否出现在牛问题是否出现在牛顿力学上面？顿力学上面？科学家大胆猜想计算结果之所以不理想，是因为太阳系科学家大胆猜想计算结果之所以不理想，是因为太阳系中还有一颗未知的行星，我们没有考虑到它对天王星的中还有一颗未知的行星，我们没有考虑到它对天王星的引力作用。他们用牛顿力学算出了这颗未知行星的位置引力作用。他们用牛顿力学
22、算出了这颗未知行星的位置和质量。和质量。18481848年年9 9月月2323日，柏林天文台台长用望远镜对准日，柏林天文台台长用望远镜对准那个位置，一下子就看到了一颗新的行星那个位置，一下子就看到了一颗新的行星海王星海王星。第三件：第三件：用牛顿力学算出了一颗用牛顿力学算出了一颗未知行星的位置未知行星的位置 我不知道世人对我是怎样看的，不过我只我不知道世人对我是怎样看的，不过我只觉得自己像是一个在海滨玩耍的孩子，有幸觉得自己像是一个在海滨玩耍的孩子，有幸拾到光滑美丽的石子，但真理的大海，我还拾到光滑美丽的石子，但真理的大海，我还没有发现。我所以有这样的成就，是因为我没有发现。我所以有这样的成就
23、，是因为我站在巨人们的肩膀上的缘故。站在巨人们的肩膀上的缘故。“胜利者往往是从坚持最后五分钟的时间胜利者往往是从坚持最后五分钟的时间中得来成功。中得来成功。”“你若想获得知识，你该下苦功；你若想你若想获得知识，你该下苦功；你若想获得食物，你该下苦功；你若想得到快乐，获得食物，你该下苦功；你若想得到快乐，你也该下苦功。因为辛苦是获得一切的定你也该下苦功。因为辛苦是获得一切的定律。律。”2.2.牛顿牛顿经典力学的创立者经典力学的创立者内容：内容：创立标志：创立标志：16871687年发表年发表自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理提出了物体机械运动三大定律和万有引提出了物体机械运动三大定律和万有引力
24、定律等，形成了以实验为基础的以数力定律等，形成了以实验为基础的以数学为表达形式的牛顿力学体系。学为表达形式的牛顿力学体系。意义意义:对解释和对解释和预见预见物理现象有决定性意义；物理现象有决定性意义；实现了自然科学的第一次实现了自然科学的第一次理论性大综合理论性大综合；标志着近代科学的形成。标志着近代科学的形成。17271727年年3 3月月2020日，日，伟大的牛顿逝世，他伟大的牛顿逝世，他被埋葬在威斯敏斯特被埋葬在威斯敏斯特教堂，在他的墓碑上教堂，在他的墓碑上镌刻着：镌刻着：让人们欢呼这样让人们欢呼这样一位多么伟大的人类一位多么伟大的人类荣耀曾经在世界上存荣耀曾经在世界上存在！在！一、经典
25、力学一、经典力学 1.1.经典力学产生的背景经典力学产生的背景 2.2.牛顿创立经典力学体系牛顿创立经典力学体系二、相对论的创立二、相对论的创立 1.1.背景背景 19 19世纪科学得到了飞速发展；世纪科学得到了飞速发展；物理学研究中遇到了一些经典力学无法物理学研究中遇到了一些经典力学无法解释的新问题。解释的新问题。2.2.相对论的提出及主要内容相对论的提出及主要内容 2020世纪初，世纪初，爱因斯坦爱因斯坦提出了狭义相对提出了狭义相对论和广义相对论论和广义相对论 19世纪末，面对经典物理学近世纪末，面对经典物理学近乎完美的发展，有的物理学家表示乎完美的发展，有的物理学家表示：“19世纪已经将
26、物理大厦全部建世纪已经将物理大厦全部建成，今后物理学家只是修饰和完美成，今后物理学家只是修饰和完美这座大厦这座大厦”。此观点对吗？。此观点对吗？1879 1879年生于年生于德国德国，是举世闻名，是举世闻名的德裔美国科学家，的德裔美国科学家，现代物理学现代物理学的开创者和奠基人的开创者和奠基人。爱因斯坦。爱因斯坦19001900年毕业于苏黎士工业大学，年毕业于苏黎士工业大学，后在大学任教，后在大学任教，19141914年任皇家物年任皇家物理研究所所长兼柏林大学教授。理研究所所长兼柏林大学教授。19211921年获年获诺贝尔物理学奖诺贝尔物理学奖。19331933年受希特勒迫害离开德国年受希特勒
27、迫害离开德国移居美国移居美国,爱因斯坦在物理学的爱因斯坦在物理学的许多领域都有贡献，比如建立狭许多领域都有贡献，比如建立狭义相对论并推广为广义相对论、义相对论并推广为广义相对论、提出光的量子概念，并以量子理提出光的量子概念，并以量子理论解释光电效应、辐射过程、固论解释光电效应、辐射过程、固体比热等。体比热等。爱因斯坦爱因斯坦（1879-19551879-1955）爱因斯坦爱因斯坦19051905年提出的相对论，后来称作狭义相对年提出的相对论，后来称作狭义相对论，以光速永不改变、相对性原则来推论，得到论，以光速永不改变、相对性原则来推论，得到“时间时间”会因速度快慢而改变会因速度快慢而改变的结论
28、。的结论。相对论的例子：相对论的例子：一卷录音一卷录音带，如果在地面上播放需要一带，如果在地面上播放需要一个小时；在快速飞行的宇宙飞个小时；在快速飞行的宇宙飞船里播放，宇宙飞船里的人测船里播放，宇宙飞船里的人测定也是一个小时。但是由地面定也是一个小时。但是由地面上的人员，来测定在宇宙飞船上的人员，来测定在宇宙飞船中播放的时间呢？根据牛顿的中播放的时间呢？根据牛顿的理论，因为时间是绝对的，所理论，因为时间是绝对的，所以也是一小时；但是爱因斯坦以也是一小时；但是爱因斯坦的理论则认为应该是一个多小的理论则认为应该是一个多小时，因为时间是相对的，在不时，因为时间是相对的，在不同速度下测量时间，长度是不
29、同速度下测量时间，长度是不一样的。一样的。什么是狭义相对论？什么是狭义相对论？什么是广义相对论？什么是广义相对论？广义相对论是新的万有引力概念广义相对论是新的万有引力概念 广义相对论的重要结论是，加速运动与引力广义相对论的重要结论是，加速运动与引力场的运动是等价的，要区别是由惯性力或者引场的运动是等价的，要区别是由惯性力或者引力所产生的运动是不可能的。力所产生的运动是不可能的。对此，爱因斯坦作了一个比喻。假想有一个对此，爱因斯坦作了一个比喻。假想有一个人乘摩天楼的电梯自由降落，人不会感到自己人乘摩天楼的电梯自由降落，人不会感到自己在下降，因为这时电梯和人都依照重力加速度在下降，因为这时电梯和人
30、都依照重力加速度定律在下降，彷佛在电梯里不存在地球引力。定律在下降，彷佛在电梯里不存在地球引力。广义相对论认为：空间和时间的性质不仅广义相对论认为：空间和时间的性质不仅取决于物质的运动情况，也取决于物质本身取决于物质的运动情况，也取决于物质本身的分布状态。的分布状态。狭义相对论认为：时间和空间随着物质运狭义相对论认为：时间和空间随着物质运动速度的变化而变化，发生尺缩效应和钟慢动速度的变化而变化，发生尺缩效应和钟慢效应；质量会随着物体运动速度增大而增大。效应；质量会随着物体运动速度增大而增大。相对论的主要内容：相对论的主要内容：笑话：笑话：有一次，卓别林和爱因斯坦共同出席一次有一次，卓别林和爱因
31、斯坦共同出席一次宴会，都受到了热闹的欢迎。卓别林说：大宴会，都受到了热闹的欢迎。卓别林说：大家欢迎我是因为他们都能理解我，大家欢迎家欢迎我是因为他们都能理解我，大家欢迎你是因为他们都不理解你。你是因为他们都不理解你。说明了相对论深奥难懂，而说明了相对论深奥难懂，而且有悖于人们的日常生活。且有悖于人们的日常生活。二、相对论的创立二、相对论的创立 1.1.背景背景 1919世纪科学得到了飞速发展；世纪科学得到了飞速发展；物理学研究中遇到了一些经典力学无法解释的新问题。物理学研究中遇到了一些经典力学无法解释的新问题。2.2.相对论的提出及主要内容相对论的提出及主要内容 2020世纪初，爱因斯坦提出了
32、狭义相对论和广义相对论世纪初，爱因斯坦提出了狭义相对论和广义相对论3.3.相对论的历史意义相对论的历史意义 是物理学思想的一次重大革命是物理学思想的一次重大革命 相对论也发展了牛顿力学，推动物理学发展到一个新相对论也发展了牛顿力学，推动物理学发展到一个新的高度的高度。很抱歉推翻了您的理论很抱歉推翻了您的理论 爱因斯坦曾说道：爱因斯坦曾说道：“牛顿牛顿先生，先生，很抱歉推翻了您的理论很抱歉推翻了您的理论，不过您的成就是您那个时代一不过您的成就是您那个时代一个人的智力和创造力所能达到个人的智力和创造力所能达到的巅峰。但是，当我们对宇宙的巅峰。但是，当我们对宇宙万物有了更深入的了解以后，万物有了更深
33、入的了解以后，这些观念将会被一些更抽象的这些观念将会被一些更抽象的新观念所取代。新观念所取代。”也许将来某一天，会有一也许将来某一天，会有一位少不更事的科学家说道：位少不更事的科学家说道：“爱因斯坦先生，爱因斯坦先生，很抱歉推翻很抱歉推翻了您的理论了您的理论，不过您的成就是，不过您的成就是您那个时代一个人的智力和创您那个时代一个人的智力和创造力所能达到的巅峰造力所能达到的巅峰”1.1.相对论打破了牛顿以来传统的相对论打破了牛顿以来传统的绝对绝对时空时空观，但并非全盘否定牛顿力学。观，但并非全盘否定牛顿力学。2.2.牛顿力学反映的是牛顿力学反映的是宏观宏观物体低速运动的客物体低速运动的客观规律，
34、而狭义相对论反映的是物体高速运动的观规律，而狭义相对论反映的是物体高速运动的客观规律，是对牛顿力学的客观规律，是对牛顿力学的继承和发展继承和发展。3.3.牛顿力学是相对论的一种牛顿力学是相对论的一种特例特例（物体低速（物体低速运动状态），包括在相对论体系中。运动状态），包括在相对论体系中。牛顿力学是整个力学的基础。牛顿力学是整个力学的基础。相对论和经典力学的关系相对论和经典力学的关系 相对论从一开始就受到包括一些科学家在相对论从一开始就受到包括一些科学家在内的很多人的反对。内的很多人的反对。19211921年爱因斯坦获得了诺年爱因斯坦获得了诺贝尔奖，当时不少德国的诺贝尔奖获得者威胁贝尔奖，当时
35、不少德国的诺贝尔奖获得者威胁说，如果给相对论授奖，他们就要退回已获得说，如果给相对论授奖，他们就要退回已获得的奖章，结果评选委员会只好让爱因斯坦作为的奖章，结果评选委员会只好让爱因斯坦作为光电效应理论的建立者得奖，相对论始终没有光电效应理论的建立者得奖，相对论始终没有获得诺贝尔奖。但相对论在物理学上却非常合获得诺贝尔奖。但相对论在物理学上却非常合理且为实验所证实。理且为实验所证实。这件事对你有何启示？这件事对你有何启示？不要被常识和日常经验所蒙蔽，常识不要被常识和日常经验所蒙蔽，常识并不一定总是正确的。并不一定总是正确的。狭义相对论发表狭义相对论发表100100周年，周年，也许全世界只有几十个
36、人能完也许全世界只有几十个人能完全理解他的真谛，全理解他的真谛，但这并不能掩盖相对论对人类但这并不能掩盖相对论对人类生活的巨大改变。生活的巨大改变。爱因斯坦根据相对论爱因斯坦根据相对论的观点提出的观点提出质能转换理质能转换理论论后，曾致信美国总统后，曾致信美国总统罗斯福，建议美国研制罗斯福，建议美国研制原子弹原子弹，以便在二战中，以便在二战中尽快战胜法西斯国家。尽快战胜法西斯国家。19451945年年8 8月，美国先后月，美国先后在日本的广岛、长畸投在日本的广岛、长畸投下两颗原子弹，加速了下两颗原子弹，加速了日本法西斯的投降，但日本法西斯的投降，但对无辜平民的伤害也同对无辜平民的伤害也同样令全
37、世界震惊。样令全世界震惊。当原子弹真的从潘多拉魔当原子弹真的从潘多拉魔盒里跳出来后，爱因斯坦陷入盒里跳出来后，爱因斯坦陷入了巨大的后悔与痛苦之中，自了巨大的后悔与痛苦之中，自认一生最大错误就是建议研制认一生最大错误就是建议研制原子弹。他痛心地说，原子弹。他痛心地说，“早知早知如此，我宁可当个修表匠！如此，我宁可当个修表匠！”爱因斯坦就核武器问题的懊悔，爱因斯坦就核武器问题的懊悔，代表了人类良知的高度，是人代表了人类良知的高度，是人类良心发出的最强音。听爱因类良心发出的最强音。听爱因斯坦的自责之声，我们明白人斯坦的自责之声，我们明白人类良知之宝贵类良知之宝贵.关于爱因斯坦的小故事多得不胜枚关于爱
38、因斯坦的小故事多得不胜枚举，无论是真是假，人们对一位伟大举，无论是真是假，人们对一位伟大物理学家的崇拜是不会改变的。物理学家的崇拜是不会改变的。信不信由你：爱因斯坦小故事信不信由你：爱因斯坦小故事用手推车推孩子散步，竟会由于用手推车推孩子散步，竟会由于专心思考问题，而一不小心把孩子推到水沟里；专心思考问题，而一不小心把孩子推到水沟里；陪太太看电影时，却在电影院里用手电筒看书；陪太太看电影时，却在电影院里用手电筒看书；19521952年，以色列共和国请爱因斯坦去担任总统，因年，以色列共和国请爱因斯坦去担任总统，因为爱因斯坦是犹太人心目中的精神领袖，然而他没有为爱因斯坦是犹太人心目中的精神领袖，然
39、而他没有接受，觉得自己的个性并不适合处理行政。接受，觉得自己的个性并不适合处理行政。他穿的袜子左右脚常不同颜色；他穿的袜子左右脚常不同颜色；成功的秘诀 一个爱说废话而不爱用功的青年，整天缠一个爱说废话而不爱用功的青年，整天缠着大科学家爱因斯坦，要他公开成功的秘诀。着大科学家爱因斯坦，要他公开成功的秘诀。爱因斯坦厌烦了，便写了一爱因斯坦厌烦了，便写了一 个公式给他：个公式给他：Axyz 爱因斯坦解释道：爱因斯坦解释道：“A代表成代表成功，功，x代表艰苦的劳动，代表艰苦的劳动，y代表正确的方代表正确的方法法”“z代表什么？代表什么？”青年迫不及待地青年迫不及待地问。问。“代表少说废话。代表少说废话
40、。”爱因斯坦说爱因斯坦说 1955 1955年年4 4月月1818日爱因斯坦逝世于美国。遵照他的日爱因斯坦逝世于美国。遵照他的遗嘱，不发讣告，不举行公开葬礼，不建坟墓，不立遗嘱，不发讣告，不举行公开葬礼，不建坟墓，不立纪念碑，骨灰撒在永远对人保密的地方。遗嘱执行者纪念碑，骨灰撒在永远对人保密的地方。遗嘱执行者用歌德悼念席勒的诗结束了那朴素的葬礼：用歌德悼念席勒的诗结束了那朴素的葬礼：我们全都获益不浅，我们全都获益不浅，全世界都感谢他的教诲；全世界都感谢他的教诲；那专属他个人的东西，那专属他个人的东西，早已传遍广大人群。早已传遍广大人群。他像行将陨灭的彗星，他像行将陨灭的彗星，光华四射，光华四射
41、，把无限的光芒同他的光芒永相连结。把无限的光芒同他的光芒永相连结。他的主治医生哈维博士认为如此伟大的大脑，应该他的主治医生哈维博士认为如此伟大的大脑，应该进行研究，所以他便把爱因斯坦的大脑保留了下来。进行研究，所以他便把爱因斯坦的大脑保留了下来。对对 话话 1919世纪经典物理学达到巅峰状态，在人们心世纪经典物理学达到巅峰状态，在人们心目中，经典物理学已经达到近乎完美的程度。目中，经典物理学已经达到近乎完美的程度。这时，年轻的普朗克和他的老师发生了一段对这时，年轻的普朗克和他的老师发生了一段对话：话：普朗克普朗克：“老师，我准备把我的一生都献给老师，我准备把我的一生都献给物理理论学！物理理论学
42、！”老师：老师：“年轻人，物理学是一门已经完成了年轻人，物理学是一门已经完成了的学科，不会再有多大的发展，把一生都献给的学科，不会再有多大的发展，把一生都献给这门学科，太可惜了。这门学科，太可惜了。”一、经典力学一、经典力学 1.1.经典力学产生的背景经典力学产生的背景 2.2.牛顿创立经典力学体系牛顿创立经典力学体系二、相对论的创立二、相对论的创立 1.1.背景背景 2.2.相对论的提出及主要内容相对论的提出及主要内容 3.3.相对论的历史意义相对论的历史意义三、量子论的诞生与发展三、量子论的诞生与发展 1.1.背景背景 2.2.量子论的诞生量子论的诞生 3.3.量子论的历史意义量子论的历史
43、意义三、量子论的诞生与发展三、量子论的诞生与发展1.1.背景：背景：电子和放射线的发现，打开了原子的大门电子和放射线的发现，打开了原子的大门微观粒子的运动不能用经典力学原理说明微观粒子的运动不能用经典力学原理说明2.2.诞生：诞生：19001900年年，德国普朗克提出量子假说，德国普朗克提出量子假说普朗克普朗克（1858185819471947）是近代德国伟大的是近代德国伟大的物理学家，量子论的物理学家，量子论的奠基人，曾获得奠基人，曾获得19181918年诺贝尔物理学奖。年诺贝尔物理学奖。三、量子论的诞生与发展三、量子论的诞生与发展1.1.背景：背景：电子和放射线的发现，打开了原子的大门电子
44、和放射线的发现，打开了原子的大门微观粒子的运动不能用经典力学原理说明微观粒子的运动不能用经典力学原理说明2.2.诞生：诞生：19001900年，德国普朗克提出量子假说年，德国普朗克提出量子假说3.3.发展：发展：爱因斯坦利用量子理论成功解释光电效应爱因斯坦利用量子理论成功解释光电效应 玻尔提出了有关原子的量子理论玻尔提出了有关原子的量子理论 2020世纪世纪3030年代，量子力学建立年代，量子力学建立一、经典力学一、经典力学 1.1.经典力学产生的背景经典力学产生的背景 2.2.牛顿创立经典力学体系牛顿创立经典力学体系二、相对论的创立二、相对论的创立 1.1.背景背景 2.2.相对论的提出及主
45、要内容相对论的提出及主要内容 3.3.相对论的历史意义相对论的历史意义三、量子论的诞生与发展三、量子论的诞生与发展 1.1.背景背景 2.2.量子论的诞生量子论的诞生 3.3.量子论的历史意义量子论的历史意义4.4.影响：影响：使人类对微观世界的认识取得革命性的进步，使人类对微观世界的认识取得革命性的进步，是是2020世纪最深刻、最有成就的科学理论之一。世纪最深刻、最有成就的科学理论之一。量子论与相对论共同构成现代物理学的基础，量子论与相对论共同构成现代物理学的基础，弥补了经典力学在认识微观世界和宏观世界方面弥补了经典力学在认识微观世界和宏观世界方面的不足。的不足。不仅推动了物理学自身的发展，
46、而且还开阔不仅推动了物理学自身的发展，而且还开阔了人们的视野，改变了人们认识世界的角度和方了人们的视野，改变了人们认识世界的角度和方式。式。经典力学经典力学、量子力学、量子力学相对论力学相对论力学经典力学的经典力学的奠基奠基1717世纪初世纪初经典力学的经典力学的建立建立1717世纪后期世纪后期相对论相对论2020世纪初世纪初量子论量子论2020世纪初世纪初伽利略伽利略（意）（意）牛顿牛顿（英）（英）爱因斯坦爱因斯坦（德）（德）普朗克普朗克（德）（德）如果说如果说文艺复兴文艺复兴把神从人的精神领把神从人的精神领域驱逐出去，那么域驱逐出去，那么_把神从天文学领域驱逐出去把神从天文学领域驱逐出去_
47、把神从无生命的领域驱逐出去把神从无生命的领域驱逐出去_把神从有生命的领域驱逐出去把神从有生命的领域驱逐出去哥白尼哥白尼牛顿牛顿达尔文达尔文1 1、1717世纪是人类在自然科学领域取得重大突破的世纪是人类在自然科学领域取得重大突破的时期，其原因不包括时期，其原因不包括A A、资本主义经济发展的要求、资本主义经济发展的要求B B、科学家的艰苦努力、科学家的艰苦努力C C、理性主义的确立、理性主义的确立D D、工业资本主义的推动、工业资本主义的推动2 2、（、（20082008年江苏高考）一位科学家的墓碑上镌刻年江苏高考）一位科学家的墓碑上镌刻这这样的铭文：这这样的铭文：“他以神一般的力量，他以神一
48、般的力量，第一第一个说明了行星的运动和图像。个说明了行星的运动和图像。”这位科学家应该这位科学家应该是是A A、伽利略、伽利略B B、牛顿、牛顿C C、爱因斯坦、爱因斯坦D D、普朗克、普朗克3 3、英国著名诗人蒲伯说：、英国著名诗人蒲伯说：“自然界和自然规律隐自然界和自然规律隐藏在黑暗中，上帝说，让牛顿出生吧！于是一切藏在黑暗中，上帝说，让牛顿出生吧！于是一切都是光明。都是光明。”由此可以看出牛顿的主要贡献是由此可以看出牛顿的主要贡献是A A、建立了经典力学体系、建立了经典力学体系B B、建立了微积分理论、建立了微积分理论C C、提出了万有引力定律、提出了万有引力定律D D、提出了进化论的观点、提出了进化论的观点4 4、证明、证明“天上一日，地上一年天上一日，地上一年”的民间说法的是的民间说法的是A A、牛顿万有引力定律、牛顿万有引力定律B B、爱因斯坦相对论、爱因斯坦相对论C C、量子论、量子论D D、牛顿三大运动定律、牛顿三大运动定律
