第11課物理學(xué)的重大進(jìn)展

1、單元線索單元線索 物理學(xué)領(lǐng)域的重大進(jìn)展；物理學(xué)領(lǐng)域的重大進(jìn)展； 生物學(xué)關(guān)于人類生命的起源生物學(xué)關(guān)于人類生命的起源 三次科技革命的成果及對(duì)社會(huì)發(fā)三次科技革命的成果及對(duì)社會(huì)發(fā) 展的影響。展的影響。第四單元第四單元近代以來(lái)世界的科學(xué)發(fā)展歷程近代以來(lái)世界的科學(xué)發(fā)展歷程第四單元第四單元 近代以來(lái)世界的科學(xué)發(fā)展歷程近代以來(lái)世界的科學(xué)發(fā)展歷程科學(xué)勃興科學(xué)勃興 進(jìn)展輝煌進(jìn)展輝煌轉(zhuǎn)化生產(chǎn)轉(zhuǎn)化生產(chǎn) 科技革命科技革命文藝復(fù)興文藝復(fù)興 思想解放思想解放經(jīng)典力學(xué)、經(jīng)典力學(xué)、相對(duì)論和量子論；相對(duì)論和量子論；進(jìn)化論進(jìn)化論三次科技三次科技革命革命科技?xì)v程科技?xì)v程探究：他們分別是什么人？有什么貢獻(xiàn)？探究：他們分別是什么人？有什

2、么貢獻(xiàn)？第第1111課課 物理學(xué)的重大進(jìn)展物理學(xué)的重大進(jìn)展伽利略伽利略 牛頓牛頓 愛因斯坦愛因斯坦 普朗克普朗克課程標(biāo)準(zhǔn)：課程標(biāo)準(zhǔn)：了解經(jīng)典力學(xué)的主要了解經(jīng)典力學(xué)的主要內(nèi)容，認(rèn)識(shí)其在近代自然科學(xué)理內(nèi)容，認(rèn)識(shí)其在近代自然科學(xué)理論發(fā)展中的歷史地位。論發(fā)展中的歷史地位。伽利略伽利略 牛頓牛頓 愛因斯坦愛因斯坦 普朗克普朗克經(jīng)典力學(xué)的奠基和建立經(jīng)典力學(xué)的奠基和建立 伽利略和牛頓伽利略和牛頓(17(17世紀(jì)世紀(jì)) )從經(jīng)典力學(xué)到相對(duì)論從經(jīng)典力學(xué)到相對(duì)論 愛因斯坦愛因斯坦(19(19世紀(jì)末到世紀(jì)末到2020世紀(jì)初世紀(jì)初) )量子論的誕生和發(fā)展量子論的誕生和發(fā)展 普朗克普朗克(19(19世紀(jì)末到世紀(jì)末到20

3、20世紀(jì)初世紀(jì)初) )懷懷 疑疑 中世紀(jì)的神學(xué)世界觀及中世紀(jì)的神學(xué)世界觀及其對(duì)人們思想認(rèn)識(shí)的束縛其對(duì)人們思想認(rèn)識(shí)的束縛探究：探究：1 1、經(jīng)典力學(xué)體系建立的歷史背景是什么？經(jīng)典力學(xué)體系建立的歷史背景是什么？ （近代自然科學(xué)形成的背景（近代自然科學(xué)形成的背景/為什么會(huì)懷疑）為什么會(huì)懷疑）思想條件：思想條件：經(jīng)濟(jì)條件：經(jīng)濟(jì)條件：主觀條件：主觀條件：文藝復(fù)興的推動(dòng)文藝復(fù)興的推動(dòng)資本主義的發(fā)展資本主義的發(fā)展科學(xué)家的探索科學(xué)家的探索一、近代物理學(xué)一、近代物理學(xué)經(jīng)典力學(xué)經(jīng)典力學(xué)古希臘科學(xué)家古希臘科學(xué)家亞里士多德亞里士多德“落體的速度與重落體的速度與重量成正比量成正比”“物體從來(lái)都是靜物體從來(lái)都是靜止的，除

4、非你用力止的，除非你用力推它才開始運(yùn)動(dòng)推它才開始運(yùn)動(dòng)”中世紀(jì)時(shí)，基督中世紀(jì)時(shí)，基督教會(huì)宣揚(yáng)的宇宙教會(huì)宣揚(yáng)的宇宙觀是宇宙是一個(gè)觀是宇宙是一個(gè)封閉的大盒子或封閉的大盒子或大帳篷。后來(lái)，大帳篷。后來(lái)，亞里士多德和托亞里士多德和托勒密所提出的希勒密所提出的希臘宇宙體系逐漸臘宇宙體系逐漸深入人心，托馬深入人心，托馬斯斯阿奎那將亞阿奎那將亞里士多德理論融入基督教神學(xué)之后，里士多德理論融入基督教神學(xué)之后，地心理論地心理論即即獲得了正統(tǒng)地位。獲得了正統(tǒng)地位。地球居宇宙中心地球居宇宙中心的思想被賦予的思想被賦予了宗教意義。上帝位處宇宙的最外層，推動(dòng)著宇了宗教意義。上帝位處宇宙的最外層，推動(dòng)著宇宙的運(yùn)行，宙的運(yùn)行

5、，哥白尼哥白尼(14731543)(14731543)提出提出“太陽(yáng)中心說(shuō)太陽(yáng)中心說(shuō)” (1513(1513年年) )沉重地打擊了教會(huì)的宇宙觀。從沉重地打擊了教會(huì)的宇宙觀。從根本上動(dòng)搖了宗教神學(xué)的理論基礎(chǔ)。根本上動(dòng)搖了宗教神學(xué)的理論基礎(chǔ)。 地心說(shuō)地心說(shuō)日心說(shuō)日心說(shuō)信奉并宣傳日心說(shuō)和宇宙觀的信奉并宣傳日心說(shuō)和宇宙觀的布魯諾布魯諾(1548-1600)(1548-1600)被教會(huì)以火刑處死。被教會(huì)以火刑處死。開普勒開普勒(15711630)(15711630)德國(guó)天文學(xué)家德國(guó)天文學(xué)家開普勒開普勒發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)的三發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)的三大定律即：行星沿橢圓形軌道繞太陽(yáng)運(yùn)行大定律即：行星沿橢圓形軌道繞太陽(yáng)

6、運(yùn)行(1609(1609年年) )。 為哥白尼的日心說(shuō)提供了最為哥白尼的日心說(shuō)提供了最可靠的證據(jù)?？煽康淖C據(jù)。 16091609年，年，伽利略伽利略創(chuàng)制了天文望遠(yuǎn)鏡。他創(chuàng)制了天文望遠(yuǎn)鏡。他觀測(cè)到月球表面凹凸不平，并繪制了第觀測(cè)到月球表面凹凸不平，并繪制了第一幅月面圖。一幅月面圖。伽利略的折射式望遠(yuǎn)鏡伽利略的折射式望遠(yuǎn)鏡伽利略伽利略繪制的月面圖繪制的月面圖 近代自然科學(xué)是以天文學(xué)的革命為開近代自然科學(xué)是以天文學(xué)的革命為開端的。端的。 哥白尼：哥白尼：太陽(yáng)中心說(shuō)太陽(yáng)中心說(shuō)(1513(1513年年) ) 布魯諾布魯諾(1548-1600)(1548-1600)：信奉太陽(yáng)中心信奉太陽(yáng)中心 開普勒：開普

7、勒：行星沿橢圓形軌道繞太陽(yáng)運(yùn)行星沿橢圓形軌道繞太陽(yáng)運(yùn)行行(1609(1609年年) ) 伽利略：伽利略：自制天文望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行天文觀自制天文望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行天文觀察察(“(“哥倫布發(fā)現(xiàn)了新大陸，伽利略發(fā)現(xiàn)哥倫布發(fā)現(xiàn)了新大陸，伽利略發(fā)現(xiàn)了新宇宙了新宇宙”) ) (1609 (1609年年) )文藝復(fù)興；資義發(fā)展文藝復(fù)興；資義發(fā)展科學(xué)領(lǐng)域科學(xué)領(lǐng)域伽利略伽利略（1564164215641642），），偉大的意大利物理學(xué)家和天偉大的意大利物理學(xué)家和天文學(xué)家，他開創(chuàng)了以實(shí)驗(yàn)事文學(xué)家，他開創(chuàng)了以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為根據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體實(shí)為根據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系的近代科學(xué)，被譽(yù)為系的近代科學(xué)，被譽(yù)為“近近代科學(xué)之父代科學(xué)之父”

8、。他第一個(gè)把他第一個(gè)把望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)天空進(jìn)行觀測(cè)。望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)天空進(jìn)行觀測(cè)。16321632年，他出版了年，他出版了關(guān)于托關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系勒密和哥白尼兩大世界體系的對(duì)話的對(duì)話，把哥白尼的學(xué)說(shuō)，把哥白尼的學(xué)說(shuō)推到了最終勝利的階段。推到了最終勝利的階段。經(jīng)典力學(xué)的經(jīng)典力學(xué)的奠基者奠基者伽利略伽利略木星和它的伽利略衛(wèi)星木星和它的伽利略衛(wèi)星 1610 1610年，伽利略用望遠(yuǎn)年，伽利略用望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)有鏡發(fā)現(xiàn)有4 4顆衛(wèi)星圍繞著木顆衛(wèi)星圍繞著木星轉(zhuǎn)。這一發(fā)現(xiàn)震動(dòng)了整個(gè)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。歐洲和全球科學(xué)界。 伽利略是第一位利用望伽利略是第一位利用望遠(yuǎn)鏡觀察天體的人。目前人遠(yuǎn)鏡觀

9、察天體的人。目前人類發(fā)現(xiàn)的類發(fā)現(xiàn)的1616顆木星衛(wèi)星中，顆木星衛(wèi)星中，有顆叫有顆叫“伽利略衛(wèi)星伽利略衛(wèi)星”。 他又發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)上有黑子，月球上有山脈，他又發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)上有黑子，月球上有山脈，為哥白尼的地球繞著太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的為哥白尼的地球繞著太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的“日心說(shuō)日心說(shuō)”找找到了有力證據(jù)。宗教法庭把他軟禁在家，不準(zhǔn)到了有力證據(jù)。宗教法庭把他軟禁在家，不準(zhǔn)外出。年多后，伽利略臨死前仍不屈服，堅(jiān)外出。年多后，伽利略臨死前仍不屈服，堅(jiān)定地說(shuō)：定地說(shuō)：“地球確實(shí)在圍著太陽(yáng)轉(zhuǎn)！地球確實(shí)在圍著太陽(yáng)轉(zhuǎn)！” ” “兩個(gè)鐵球同時(shí)落地！兩個(gè)鐵球同時(shí)落地！”15901590年，年，伽俐略伽俐略在斜塔的頂在斜塔的頂層做自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)

10、，讓層做自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，讓兩個(gè)重量相差兩個(gè)重量相差1010倍的鐵球，倍的鐵球，同時(shí)從塔頂落下，結(jié)果兩球同時(shí)從塔頂落下，結(jié)果兩球同時(shí)著地，因而，雄辯地一同時(shí)著地，因而，雄辯地一舉推翻了束縛人們近舉推翻了束縛人們近20002000年年的希臘學(xué)者亞里士多德關(guān)于的希臘學(xué)者亞里士多德關(guān)于重量不同的物體，其下落的重量不同的物體，其下落的速度也不相同的速度也不相同的“物體下落物體下落速度與重量成正比速度與重量成正比”的理論。的理論。伽俐略開創(chuàng)了實(shí)驗(yàn)物理的新伽俐略開創(chuàng)了實(shí)驗(yàn)物理的新時(shí)代，為經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立奠時(shí)代，為經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立奠定基礎(chǔ)。定基礎(chǔ)。采用的方法：采用的方法：通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn) 探究：結(jié)合

11、教材知識(shí)和以上材料思考：觀探究：結(jié)合教材知識(shí)和以上材料思考：觀察和實(shí)驗(yàn)的科學(xué)探究方式還為伽利略帶來(lái)了什察和實(shí)驗(yàn)的科學(xué)探究方式還為伽利略帶來(lái)了什么學(xué)術(shù)成就？它對(duì)人類產(chǎn)生了什么影響？么學(xué)術(shù)成就？它對(duì)人類產(chǎn)生了什么影響？物理學(xué)：物理學(xué)：發(fā)現(xiàn)自由落體定律。發(fā)現(xiàn)自由落體定律。天文學(xué)：天文學(xué)：利用望遠(yuǎn)鏡觀察天體并取得大利用望遠(yuǎn)鏡觀察天體并取得大 量成果的第一人。證明了哥白量成果的第一人。證明了哥白 尼尼“日心說(shuō)日心說(shuō)”的正確性。的正確性。影響：影響：開創(chuàng)了以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為根據(jù)并具有開創(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)，為經(jīng)嚴(yán)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)。典力學(xué)的創(chuàng)立

12、和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。經(jīng)典力學(xué)的經(jīng)典力學(xué)的建立者建立者牛頓牛頓牛頓牛頓(16421727)(16421727)牛頓出生于英國(guó)的林肯郡，牛頓出生于英國(guó)的林肯郡，16651665年畢業(yè)于著名的劍橋年畢業(yè)于著名的劍橋大學(xué)，獲得學(xué)士學(xué)位。三大學(xué)，獲得學(xué)士學(xué)位。三年后又獲得文學(xué)碩士學(xué)位。年后又獲得文學(xué)碩士學(xué)位。牛頓曾經(jīng)長(zhǎng)期擔(dān)任英國(guó)皇牛頓曾經(jīng)長(zhǎng)期擔(dān)任英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)，他還擔(dān)任過(guò)家學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)，他還擔(dān)任過(guò)英國(guó)議會(huì)議員，授予爵士英國(guó)議會(huì)議員，授予爵士稱號(hào)。稱號(hào)。17271727年，他病逝被年，他病逝被安葬于威斯敏斯特教堂。安葬于威斯敏斯特教堂。牛頓有哪些重要貢獻(xiàn)？牛頓有哪些重要貢獻(xiàn)？其中最重要的是什么？其中最重要的是

13、什么？ 數(shù)學(xué)：數(shù)學(xué)：二項(xiàng)式定理，微積分二項(xiàng)式定理，微積分 光學(xué)：光學(xué)：發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)光的光譜，微粒說(shuō)發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)光的光譜，微粒說(shuō) 天文學(xué)：天文學(xué)：發(fā)明反射式望遠(yuǎn)鏡等發(fā)明反射式望遠(yuǎn)鏡等 力學(xué)：力學(xué)：自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理 物體運(yùn)動(dòng)三大定律；萬(wàn)有引力定律物體運(yùn)動(dòng)三大定律；萬(wàn)有引力定律 形成經(jīng)典力學(xué)體系形成經(jīng)典力學(xué)體系 第一件，用牛頓力學(xué)算第一件，用牛頓力學(xué)算出地球的形狀象只桔子。出地球的形狀象只桔子。古希臘的亞里士多德認(rèn)為地古希臘的亞里士多德認(rèn)為地球是個(gè)正球體，兩千年來(lái)人球是個(gè)正球體，兩千年來(lái)人們對(duì)此深信不疑。牛頓卻根們對(duì)此深信不疑。牛頓卻根據(jù)他的力學(xué)，說(shuō)地球是個(gè)扁據(jù)他的力學(xué)，說(shuō)地球是個(gè)扁球體

14、，象只大桔子。此言一球體，象只大桔子。此言一出，學(xué)界嘩然。地球那么大，出，學(xué)界嘩然。地球那么大，牛頓又從不出遠(yuǎn)門，他憑什牛頓又從不出遠(yuǎn)門，他憑什么說(shuō)地球有點(diǎn)扁？可是法國(guó)么說(shuō)地球有點(diǎn)扁？可是法國(guó)科學(xué)家經(jīng)過(guò)三次實(shí)地測(cè)量，科學(xué)家經(jīng)過(guò)三次實(shí)地測(cè)量，終于證實(shí)了牛頓的看法。用終于證實(shí)了牛頓的看法。用力學(xué)能算出地球的形狀，真力學(xué)能算出地球的形狀，真是個(gè)奇跡。是個(gè)奇跡。歷史上證實(shí)牛頓歷史上證實(shí)牛頓力學(xué)的三件事力學(xué)的三件事第二件，用牛頓力學(xué)算出了哈雷彗星回歸周期第二件，用牛頓力學(xué)算出了哈雷彗星回歸周期長(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)

15、，既然彗星也是天體，就必然用科學(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)算出了遵循力學(xué)規(guī)律。他的好友哈雷用牛頓力學(xué)算出了16821682年出現(xiàn)的彗星的軌道，指出它的回歸周期是年出現(xiàn)的彗星的軌道，指出它的回歸周期是75767576年，年，由此預(yù)言它將在由此預(yù)言它將在17581758年再次出現(xiàn)。哈雷年再次出現(xiàn)。哈雷17051705年發(fā)表這年發(fā)表這個(gè)預(yù)言，當(dāng)時(shí)他已個(gè)預(yù)言，當(dāng)時(shí)他已4949歲，卻要預(yù)言歲，卻要預(yù)言5353年以后的事，豈年以后的事，豈非聳人聽聞？可是非聳人聽聞？可是17581758年這顆彗星果然如期出現(xiàn)，并年這顆彗星果然如期出現(xiàn)，并被命名為哈雷彗星。被

16、命名為哈雷彗星。 1781 1781年天王星被年天王星被發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家用牛發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家用牛頓力學(xué)計(jì)算它的軌頓力學(xué)計(jì)算它的軌道，可是計(jì)算結(jié)果道，可是計(jì)算結(jié)果總是同觀測(cè)紀(jì)錄不總是同觀測(cè)紀(jì)錄不大相符。經(jīng)反復(fù)核大相符。經(jīng)反復(fù)核算，觀測(cè)無(wú)誤。那算，觀測(cè)無(wú)誤。那問(wèn)題是否出現(xiàn)在牛問(wèn)題是否出現(xiàn)在牛頓力學(xué)上面？頓力學(xué)上面？科學(xué)家大膽猜想計(jì)算結(jié)果之所以不理想，是因?yàn)樘?yáng)系科學(xué)家大膽猜想計(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，我們沒有考慮到它對(duì)天王星的中還有一顆未知的行星，我們沒有考慮到它對(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。

17、和質(zhì)量。18481848年年9 9月月2323日，柏林天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)用望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)日，柏林天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)用望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)那個(gè)位置，一下子就看到了一顆新的行星那個(gè)位置，一下子就看到了一顆新的行星海王星海王星。第三件：第三件： 用牛頓力學(xué)算出了一顆未用牛頓力學(xué)算出了一顆未知行星的位置知行星的位置（2）建立建立牛頓牛頓 B、建立起建立起以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)以數(shù)學(xué)為表達(dá)形式以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)以數(shù)學(xué)為表達(dá)形式（特點(diǎn)）（特點(diǎn)）的牛頓力學(xué)體系，即的牛頓力學(xué)體系，即經(jīng)典力學(xué)體系經(jīng)典力學(xué)體系。 A、1687年，出版年，出版自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理，提出提出運(yùn)動(dòng)三大定律和萬(wàn)有引力定律運(yùn)動(dòng)三大定律和萬(wàn)有引力定律。站在巨人站在巨人的

18、肩膀上的肩膀上探索探索 2 2、成就：經(jīng)典力學(xué)體系的建立、成就：經(jīng)典力學(xué)體系的建立科學(xué)研究領(lǐng)域的科學(xué)研究領(lǐng)域的成就成就：物體運(yùn)動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)+ +天體運(yùn)動(dòng)天體運(yùn)動(dòng)一、近代物理學(xué)一、近代物理學(xué)經(jīng)典力學(xué)經(jīng)典力學(xué)經(jīng)典力學(xué)的經(jīng)典力學(xué)的建立者建立者牛頓牛頓 基礎(chǔ)基礎(chǔ): : 創(chuàng)立創(chuàng)立: :伽利略的研究成果伽利略的研究成果16871687自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理物體運(yùn)動(dòng)三大定律和萬(wàn)有引力定律。物體運(yùn)動(dòng)三大定律和萬(wàn)有引力定律。 意義意義: : 對(duì)解釋和預(yù)見物理現(xiàn)象有決定意義對(duì)解釋和預(yù)見物理現(xiàn)象有決定意義; ;標(biāo)志著近代科學(xué)的形成。標(biāo)志著近代科學(xué)的形成。人物人物貢獻(xiàn)貢獻(xiàn)影響影響經(jīng)經(jīng)典典力力學(xué)學(xué)奠奠基基者

19、者建建立立者者伽利略伽利略牛頓牛頓標(biāo)志：標(biāo)志：1687年牛頓發(fā)表年牛頓發(fā)表自自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理成就：成就：物體運(yùn)動(dòng)三大定律；物體運(yùn)動(dòng)三大定律；萬(wàn)有引力定律；形成了以實(shí)萬(wàn)有引力定律；形成了以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)、以數(shù)學(xué)為表達(dá)形驗(yàn)為基礎(chǔ)、以數(shù)學(xué)為表達(dá)形式的經(jīng)典力學(xué)體系；式的經(jīng)典力學(xué)體系；創(chuàng)立科學(xué)的研究方法：實(shí)驗(yàn)創(chuàng)立科學(xué)的研究方法：實(shí)驗(yàn)和觀察。和觀察。物理學(xué)：實(shí)驗(yàn)證明物理學(xué)：實(shí)驗(yàn)證明力與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)自力與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)自由落體定律等。由落體定律等。天文學(xué)：自天文學(xué)：自制望遠(yuǎn)鏡觀察天體并取得大量制望遠(yuǎn)鏡觀察天體并取得大量成果的第一人，證明了哥白尼成果的第一人，證明了哥白尼“日心說(shuō)日

20、心說(shuō)”的正確性。的正確性。 對(duì)解釋和預(yù)見對(duì)解釋和預(yù)見物理現(xiàn)象有決定物理現(xiàn)象有決定意義意義; ;標(biāo)志著近標(biāo)志著近代科學(xué)的形成；代科學(xué)的形成；促進(jìn)了兩次科技促進(jìn)了兩次科技革命的出現(xiàn)。革命的出現(xiàn)。 開創(chuàng)了以實(shí)驗(yàn)開創(chuàng)了以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為根據(jù)并具事實(shí)為根據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系有嚴(yán)密邏輯體系的近代科學(xué)的近代科學(xué),(,(近近代科學(xué)之父代科學(xué)之父) )為為經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立和發(fā)展奠定了基和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。開辟了天文礎(chǔ)。開辟了天文學(xué)的新時(shí)代。學(xué)的新時(shí)代。解析低速運(yùn)動(dòng)、宏觀世界物理現(xiàn)象。無(wú)解析低速運(yùn)動(dòng)、宏觀世界物理現(xiàn)象。無(wú)法解釋微觀高速運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象。法解釋微觀高速運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象。中國(guó)古代科技特點(diǎn)與西方近代科技比較中國(guó)古代

21、科技特點(diǎn)與西方近代科技比較中國(guó)古代科技中國(guó)古代科技西方近代科技西方近代科技重經(jīng)驗(yàn)：重經(jīng)驗(yàn)： 是對(duì)生產(chǎn)經(jīng)是對(duì)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)和對(duì)自然現(xiàn)驗(yàn)的總結(jié)和對(duì)自然現(xiàn)象的直接描述，缺乏象的直接描述，缺乏理論探索。理論探索。( (屬應(yīng)用科屬應(yīng)用科學(xué)學(xué)) )重實(shí)驗(yàn)：重實(shí)驗(yàn)：注重觀察和實(shí)注重觀察和實(shí)驗(yàn)與嚴(yán)密邏輯體系相結(jié)合。驗(yàn)與嚴(yán)密邏輯體系相結(jié)合。( (屬理論科學(xué)屬理論科學(xué)) )技術(shù)化傾向嚴(yán)重，技術(shù)化傾向嚴(yán)重，封封閉性強(qiáng)。閉性強(qiáng)。重理論、重分析重理論、重分析( (從理從理論高度概括分析論高度概括分析) )、形成、形成近代科學(xué)研究方法。近代科學(xué)研究方法。重實(shí)用，重實(shí)用，服務(wù)于農(nóng)業(yè)生服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和統(tǒng)治需要產(chǎn)和統(tǒng)治需要服務(wù)

22、于工業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)的服務(wù)于工業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。發(fā)展。 推動(dòng)了生產(chǎn)力的進(jìn)步和資本主義的發(fā)展推動(dòng)了生產(chǎn)力的進(jìn)步和資本主義的發(fā)展 （伽利略的實(shí)驗(yàn)方法和邏輯體系為經(jīng)典力學(xué)奠定基礎(chǔ)；牛頓完成（伽利略的實(shí)驗(yàn)方法和邏輯體系為經(jīng)典力學(xué)奠定基礎(chǔ)；牛頓完成了經(jīng)典力學(xué)體系的建構(gòu)）了經(jīng)典力學(xué)體系的建構(gòu)）推動(dòng)了物理學(xué)自身的發(fā)展推動(dòng)了物理學(xué)自身的發(fā)展, , 促進(jìn)了近促進(jìn)了近代自然科學(xué)的進(jìn)步。代自然科學(xué)的進(jìn)步。 沖擊了宗教神學(xué)，推動(dòng)了啟蒙運(yùn)動(dòng)的發(fā)展和思想解放。沖擊了宗教神學(xué)，推動(dòng)了啟蒙運(yùn)動(dòng)的發(fā)展和思想解放。進(jìn)步：進(jìn)步：3 3、經(jīng)典力學(xué)體系的影響、經(jīng)典力學(xué)體系的影響3 3、經(jīng)濟(jì)發(fā)展：、經(jīng)濟(jì)發(fā)展：1 1、自然科學(xué)：、自然科學(xué)：

23、2 2、思想認(rèn)識(shí)：、思想認(rèn)識(shí)：2 2、思想認(rèn)識(shí)：、思想認(rèn)識(shí)： “牛頓的發(fā)現(xiàn)，給人類帶來(lái)從未有過(guò)的自信。曾經(jīng)匍匐在上帝腳下的人類，終于大膽地抬起頭來(lái)，開始用自己理性的眼光打量世界。” 大國(guó)崛起一、近代物理學(xué)一、近代物理學(xué)經(jīng)典力學(xué)經(jīng)典力學(xué)“19“19世紀(jì)已經(jīng)將物理大廈全部建成，今后世紀(jì)已經(jīng)將物理大廈全部建成，今后物理學(xué)家只是修飾和完美這座大廈物理學(xué)家只是修飾和完美這座大廈” ” 1919世紀(jì)末，世紀(jì)末，物理學(xué)界連續(xù)發(fā)生了三個(gè)重大物理學(xué)界連續(xù)發(fā)生了三個(gè)重大事件，這就是事件，這就是X X射線、放射性和電子的發(fā)現(xiàn)。射線、放射性和電子的發(fā)現(xiàn)。這三大發(fā)現(xiàn)以實(shí)驗(yàn)事實(shí)使得原子不可分、這三大發(fā)現(xiàn)以實(shí)驗(yàn)事實(shí)使得原子

24、不可分、不變化的傳統(tǒng)觀念發(fā)生了動(dòng)搖。物理學(xué)家不變化的傳統(tǒng)觀念發(fā)生了動(dòng)搖。物理學(xué)家們?cè)J(rèn)為的似乎已經(jīng)基本上完成了的經(jīng)典們?cè)J(rèn)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(dòng)搖，這就物理學(xué)體系，從根本上出現(xiàn)了動(dòng)搖，這就是所謂的是所謂的“物理學(xué)危機(jī)物理學(xué)危機(jī)”。( (二二) )相對(duì)論的創(chuàng)立相對(duì)論的創(chuàng)立愛因斯坦愛因斯坦愛因斯坦愛因斯坦(1879-1955)(1879-1955) 1879 1879年生于德國(guó)，是年生于德國(guó)，是舉世聞名的德裔美國(guó)科舉世聞名的德裔美國(guó)科學(xué)家，現(xiàn)代物理學(xué)的開學(xué)家，現(xiàn)代物理學(xué)的開創(chuàng)者和奠基人。愛因斯創(chuàng)者和奠基人。愛因斯坦坦19001900年畢業(yè)于蘇黎士年畢業(yè)于蘇黎士工

25、業(yè)大學(xué)，后在大學(xué)任工業(yè)大學(xué)，后在大學(xué)任教，教，19141914年任皇家物理年任皇家物理研究所所長(zhǎng)兼柏林大學(xué)研究所所長(zhǎng)兼柏林大學(xué)教授。教授。19211921年獲諾貝爾年獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。物理學(xué)獎(jiǎng)。作為科學(xué)家的愛因斯坦，他是窺見上作為科學(xué)家的愛因斯坦，他是窺見上帝秘密的人；作為思想家的愛因斯坦，帝秘密的人；作為思想家的愛因斯坦，他是窺見人間秘密的人。他是窺見人間秘密的人。 19051905年，愛因斯坦年，愛因斯坦2626歲，接連寫下歲，接連寫下4 4篇改變整個(gè)篇改變整個(gè)2020世紀(jì)物理學(xué)面貌的論文：世紀(jì)物理學(xué)面貌的論文：1.1.光的量子說(shuō)（解釋光電效應(yīng)）光的量子說(shuō)（解釋光電效應(yīng)）2.2.布朗運(yùn)動(dòng)（

26、證明分子的存在）布朗運(yùn)動(dòng)（證明分子的存在）3.3.狹義相對(duì)論（修正了牛頓力學(xué)）狹義相對(duì)論（修正了牛頓力學(xué)）4.4.質(zhì)能互換律（質(zhì)能互換律（E=mc2E=mc2）19161916年，愛因斯坦發(fā)表了廣義相對(duì)論基礎(chǔ)，最具年，愛因斯坦發(fā)表了廣義相對(duì)論基礎(chǔ)，最具創(chuàng)見也是最偉大的貢獻(xiàn)：創(chuàng)見也是最偉大的貢獻(xiàn)：5.5.廣義相對(duì)論（取代了牛頓的萬(wàn)有引力理論）廣義相對(duì)論（取代了牛頓的萬(wàn)有引力理論）19051905 神奇的一年神奇的一年 愛因斯坦愛因斯坦19051905年提出的相對(duì)論，后來(lái)稱年提出的相對(duì)論，后來(lái)稱作狹義相對(duì)論，時(shí)間和空間隨著物質(zhì)運(yùn)動(dòng)速作狹義相對(duì)論，時(shí)間和空間隨著物質(zhì)運(yùn)動(dòng)速度的變化而變化，發(fā)生尺縮效應(yīng)

27、和鐘慢效應(yīng)；度的變化而變化，發(fā)生尺縮效應(yīng)和鐘慢效應(yīng)；質(zhì)量會(huì)隨著物體運(yùn)動(dòng)速度增大而增大質(zhì)量會(huì)隨著物體運(yùn)動(dòng)速度增大而增大 相對(duì)論的例子：一卷錄音帶，相對(duì)論的例子：一卷錄音帶，如果在地面上播放需要一個(gè)小時(shí)；如果在地面上播放需要一個(gè)小時(shí)；在快速飛行的宇宙飛船里播放，在快速飛行的宇宙飛船里播放，宇宙飛船里的人測(cè)定也是一個(gè)小宇宙飛船里的人測(cè)定也是一個(gè)小時(shí)。但是由地面上的人員，來(lái)測(cè)時(shí)。但是由地面上的人員，來(lái)測(cè)定在宇宙飛船中播放的時(shí)間呢？定在宇宙飛船中播放的時(shí)間呢？根據(jù)牛頓的理論，因?yàn)闀r(shí)間是絕根據(jù)牛頓的理論，因?yàn)闀r(shí)間是絕對(duì)的，所以也是一小時(shí)；但是愛對(duì)的，所以也是一小時(shí)；但是愛因斯坦的理論則認(rèn)為應(yīng)該是一個(gè)因斯坦

28、的理論則認(rèn)為應(yīng)該是一個(gè)多小時(shí)，因?yàn)闀r(shí)間是相對(duì)的，在多小時(shí)，因?yàn)闀r(shí)間是相對(duì)的，在不同速度下測(cè)量時(shí)間，長(zhǎng)度是不不同速度下測(cè)量時(shí)間，長(zhǎng)度是不一樣的。一樣的。 什么是狹義相對(duì)論？什么是狹義相對(duì)論？什么是廣義相對(duì)論？什么是廣義相對(duì)論？廣義相對(duì)論是新的萬(wàn)有引力概念廣義相對(duì)論是新的萬(wàn)有引力概念 廣義相對(duì)論的重要結(jié)論是，加速運(yùn)動(dòng)與廣義相對(duì)論的重要結(jié)論是，加速運(yùn)動(dòng)與引力場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)是等價(jià)的，要區(qū)別是由慣性力引力場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)是等價(jià)的，要區(qū)別是由慣性力或者引力所產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)是不可能的。或者引力所產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)是不可能的。 對(duì)此，愛因斯坦作了一個(gè)的比喻。假想對(duì)此，愛因斯坦作了一個(gè)的比喻。假想有一個(gè)人乘摩天樓的電梯自由降落，人不會(huì)有

29、一個(gè)人乘摩天樓的電梯自由降落，人不會(huì)感到自己在下降，因?yàn)檫@時(shí)電梯和人都依照感到自己在下降，因?yàn)檫@時(shí)電梯和人都依照重力加速度定律在下降，彷佛在電梯里不存重力加速度定律在下降，彷佛在電梯里不存在地球引力。在地球引力。 地球地球上顯上顯示的示的時(shí)間時(shí)間運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)物體物體上顯上顯示的示的時(shí)間時(shí)間當(dāng)速度接近光速時(shí)當(dāng)速度接近光速時(shí)當(dāng)速度達(dá)到光速時(shí)：當(dāng)速度達(dá)到光速時(shí)：質(zhì)量增加質(zhì)量增加物體變重物體變重時(shí)間變慢時(shí)間變慢鐘慢效應(yīng)鐘慢效應(yīng)長(zhǎng)度變短長(zhǎng)度變短尺縮效應(yīng)尺縮效應(yīng)鐘表不走鐘表不走時(shí)間停止時(shí)間停止質(zhì)量：質(zhì)量：相對(duì)論和經(jīng)典力學(xué)的關(guān)系相對(duì)論和經(jīng)典力學(xué)的關(guān)系 相對(duì)論打破了牛頓以來(lái)傳統(tǒng)的絕對(duì)相對(duì)論打破了牛頓以來(lái)傳統(tǒng)的絕對(duì)

30、時(shí)空觀，但并非全盤否定牛頓力學(xué)。時(shí)空觀，但并非全盤否定牛頓力學(xué)。牛牛頓力學(xué)頓力學(xué)反映的是反映的是宏觀物體低速運(yùn)動(dòng)的客宏觀物體低速運(yùn)動(dòng)的客觀規(guī)律觀規(guī)律，而，而狹義相對(duì)論狹義相對(duì)論反映的是反映的是物體高物體高速運(yùn)動(dòng)的客觀規(guī)律，速運(yùn)動(dòng)的客觀規(guī)律，是對(duì)牛頓力學(xué)的繼是對(duì)牛頓力學(xué)的繼承和發(fā)展。牛頓力學(xué)是相對(duì)論的一種特承和發(fā)展。牛頓力學(xué)是相對(duì)論的一種特例（物體低速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)），包括在相對(duì)例（物體低速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)），包括在相對(duì)論體系中。論體系中。經(jīng)典力學(xué)經(jīng)典力學(xué)狹義相對(duì)論狹義相對(duì)論廣義相對(duì)論廣義相對(duì)論影響：否定了經(jīng)典影響：否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀，力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀，彌補(bǔ)了經(jīng)典力學(xué)在彌補(bǔ)了經(jīng)典力學(xué)在宏觀物體高速運(yùn)動(dòng)

31、宏觀物體高速運(yùn)動(dòng)研究的不足。研究的不足。( (二二) )相對(duì)論的創(chuàng)立相對(duì)論的創(chuàng)立愛因斯坦愛因斯坦 1 1、提出：、提出：2020世紀(jì)初，愛因斯坦發(fā)表世紀(jì)初，愛因斯坦發(fā)表論動(dòng)論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)體的電動(dòng)力學(xué) 2 2、內(nèi)容：、內(nèi)容： 19051905年愛因斯坦提出狹義相對(duì)論和光速不變年愛因斯坦提出狹義相對(duì)論和光速不變?cè)?。原理?19161916年他完成了廣義相對(duì)論的最終形式。這年他完成了廣義相對(duì)論的最終形式。這被看作人類思想史上最偉大的成就之一被看作人類思想史上最偉大的成就之一 3 3、意義：、意義： 是物理學(xué)領(lǐng)域的一次重大革命；是物理學(xué)領(lǐng)域的一次重大革命； 否定否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀；了經(jīng)典力

32、學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀； 發(fā)展了牛頓力學(xué)；發(fā)展了牛頓力學(xué)； 推動(dòng)物理學(xué)發(fā)展到一個(gè)新高度推動(dòng)物理學(xué)發(fā)展到一個(gè)新高度加熱到不同溫度的物體發(fā)出不同顏色的光加熱到不同溫度的物體發(fā)出不同顏色的光科學(xué)家們?yōu)榱丝偨Y(jié)熱輻射規(guī)律，推導(dǎo)出兩科學(xué)家們?yōu)榱丝偨Y(jié)熱輻射規(guī)律，推導(dǎo)出兩個(gè)公式。但這兩個(gè)公式的計(jì)算結(jié)果總是與個(gè)公式。但這兩個(gè)公式的計(jì)算結(jié)果總是與實(shí)驗(yàn)結(jié)果不相符合。實(shí)驗(yàn)結(jié)果不相符合。19001900年，為了解決熱年，為了解決熱輻射理論上的疑點(diǎn)，德國(guó)物理學(xué)家普朗克輻射理論上的疑點(diǎn)，德國(guó)物理學(xué)家普朗克提出了量子假說(shuō)：提出了量子假說(shuō)：輻射像物質(zhì)一樣，是由輻射像物質(zhì)一樣，是由具有能量的基本單位量子來(lái)實(shí)現(xiàn)的。具有能量的基本單位量子來(lái)

33、實(shí)現(xiàn)的。 普朗克普朗克生于德國(guó)基爾。生于德國(guó)基爾。18791879年在慕尼黑大學(xué)獲得年在慕尼黑大學(xué)獲得博士學(xué)位后，先后在慕尼博士學(xué)位后，先后在慕尼黑大學(xué)和基爾大學(xué)任教。黑大學(xué)和基爾大學(xué)任教。由于量子論創(chuàng)立，普朗克由于量子論創(chuàng)立，普朗克獲得獲得19181918年諾貝爾物理學(xué)年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。普朗克是德國(guó)人所具獎(jiǎng)。普朗克是德國(guó)人所具有的最好品質(zhì)的范例：誠(chéng)有的最好品質(zhì)的范例：誠(chéng)懇，忠于職守，他的業(yè)余懇，忠于職守，他的業(yè)余愛好是音樂(lè)，在這方面表愛好是音樂(lè)，在這方面表現(xiàn)了專業(yè)藝術(shù)才干；另一現(xiàn)了專業(yè)藝術(shù)才干；另一項(xiàng)業(yè)余愛好是他一直堅(jiān)持項(xiàng)業(yè)余愛好是他一直堅(jiān)持到晚年的登山運(yùn)動(dòng)。到晚年的登山運(yùn)動(dòng)。 普朗克普朗克

34、（1858194718581947）(三三)量子論的誕生與發(fā)展量子論的誕生與發(fā)展 1 1、背景、背景： 19 19世紀(jì)末世紀(jì)末2020世紀(jì)初，電子和放射性的發(fā)現(xiàn)。世紀(jì)初，電子和放射性的發(fā)現(xiàn)。 實(shí)驗(yàn)表明微觀粒子的運(yùn)動(dòng)不能用經(jīng)典力學(xué)的理實(shí)驗(yàn)表明微觀粒子的運(yùn)動(dòng)不能用經(jīng)典力學(xué)的理論來(lái)說(shuō)明。論來(lái)說(shuō)明。2 2、誕生：、誕生：1900,1900,德國(guó)物理學(xué)家德國(guó)物理學(xué)家普朗克普朗克3 3、發(fā)展：、發(fā)展： 愛因斯坦利用量子論成功解釋了光電效應(yīng)愛因斯坦利用量子論成功解釋了光電效應(yīng) 丹麥玻爾提出有關(guān)原子的量子理論丹麥玻爾提出有關(guān)原子的量子理論4 4、意義：、意義： 使人類對(duì)微觀世界的基本認(rèn)識(shí)取得革命性進(jìn)步使人類對(duì)

35、微觀世界的基本認(rèn)識(shí)取得革命性進(jìn)步 與相對(duì)論一起與相對(duì)論一起, ,構(gòu)成現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)構(gòu)成現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ) 量子論和相對(duì)論是現(xiàn)代物理學(xué)的量子論和相對(duì)論是現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱兩大支柱，量子論的形成標(biāo)志著人類，量子論的形成標(biāo)志著人類對(duì)于客觀規(guī)律的認(rèn)識(shí)，開始從宏觀世對(duì)于客觀規(guī)律的認(rèn)識(shí)，開始從宏觀世界深入到微觀世界。界深入到微觀世界。 量子力學(xué)和狹義相對(duì)論結(jié)合形成量子力學(xué)和狹義相對(duì)論結(jié)合形成原子核物理學(xué)，指導(dǎo)制造原子彈、氫原子核物理學(xué)，指導(dǎo)制造原子彈、氫彈和建立核電站。量子力學(xué)還為電子彈和建立核電站。量子力學(xué)還為電子技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、晶體技術(shù)和激光技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、晶體技術(shù)和激光技術(shù)等奠定了理論基礎(chǔ)。技

36、術(shù)等奠定了理論基礎(chǔ)。經(jīng)典力學(xué)：經(jīng)典力學(xué)：解析低速運(yùn)動(dòng)、解析低速運(yùn)動(dòng)、宏觀世界物理宏觀世界物理現(xiàn)象現(xiàn)象近代物理學(xué)近代物理學(xué)相對(duì)論：相對(duì)論：微觀世界、微觀世界、高速運(yùn)動(dòng)高速運(yùn)動(dòng)量子論：量子論：解釋微觀世解釋微觀世界物理現(xiàn)象界物理現(xiàn)象現(xiàn)現(xiàn)代代物物理理學(xué)學(xué)為相對(duì)論的提為相對(duì)論的提出奠定基礎(chǔ)出奠定基礎(chǔ)繼承和發(fā)展了繼承和發(fā)展了經(jīng)典力學(xué)經(jīng)典力學(xué)經(jīng)典力學(xué)、相對(duì)論、量子論的關(guān)系：經(jīng)典力學(xué)、相對(duì)論、量子論的關(guān)系：19C19C末經(jīng)典末經(jīng)典物理學(xué)危機(jī)物理學(xué)危機(jī)經(jīng)典力學(xué)經(jīng)典力學(xué)伽利略奠基伽利略奠基牛頓創(chuàng)立牛頓創(chuàng)立標(biāo)志：標(biāo)志：特點(diǎn)：特點(diǎn)： 以以 為基礎(chǔ)為基礎(chǔ), 以以 為表達(dá)形式為表達(dá)形式貢獻(xiàn)貢獻(xiàn)物理學(xué)：物理學(xué)： 發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn) 定律定律天文學(xué)：天文學(xué)：證明證明 的正確的正確影響影