物理學的重大進展

閱讀第四單元導言，回答問題：1、結合時代背景，分析從16世紀開始近代科學技術迅速發(fā)展的思想因素有哪些？除此之外還有哪些原因？1、文藝復興后面向現實世界、重視實踐的風氣2、地理大發(fā)現和宗教改革的促進、資本主義發(fā)展的迫切需要2、近代時期哪些學科領域取得了巨大成就？數學、物理學、生物學、化學等3、科學技術的發(fā)展是如何推動人類社會的進步的？人類社會歷史上的幾次工業(yè)革命都足以物理學的重大成果為基礎的。

牛頓力學、熱學的發(fā)展導致了18世紀后期的第一次工業(yè)革命，使人類進入蒸汽機時代；電磁技術的突破性成就迎來了19世紀晚期的第二次工業(yè)革命，人類進入了電氣時代。量子理論、相對論使得核物理學取得重大突破，引發(fā)了20世紀第三次工業(yè)革命，人類進入了信息時代。第11課物理學的重大進展課程標準：了解經典力學的主要內容，認識其在近代自然科學理論發(fā)展中的歷史地位；知道相對論、量子論的主要內容，認識其意義。自然和自然界的規(guī)律，隱藏在黑暗里。上帝說：“讓牛頓去吧！”于是，一切成為光明。

——英國著名詩人亞歷山大·波普牛頓安葬之處——威斯敏斯特大教堂

我之所以能比別人看得遠些，是因為我站在巨人們的肩上。

我只不過是一個在海濱玩耍的小孩，不時地為比別人找到更光滑、更美麗的卵石和貝殼而高興。而在我面前的真理的海洋，卻完全是個謎。牛頓踩在了哪些巨人的肩膀上？牛頓名言1543年哥白尼發(fā)表《天體運行論》，提出太陽中心說，從根本上動搖了宗教神學的理論基礎，標志著近代科學革命開始。古希臘科學家亞里士多德“落體的速度與重量成正比”

“必須有力作用在物體上，物體才能運動，沒有力的作用，物體就會靜止。”“如果運動物體不受阻礙，它將速度保持不變地持續(xù)運動下去?！辟だ裕?564—1642）1590年，伽利略在比薩斜塔上做了“兩個鐵球同時落地”的著名實驗，從此推翻了亞里士多德“物體落下的速度和重量成比例”的學說，糾正了這個持續(xù)了1900年之久的錯誤結論?！だ缘膶W生維維安尼(VincenzoViviani，1622—1703)1654年寫的《伽利略生平的歷史故事》(1717年出版)自由落體定律

伽利略用什么辦法推翻亞里士多德的錯誤學說？觀察和實驗科學的真理不應在古代圣人的蒙著灰塵的書上去找，而應該在實驗中和以實驗為基礎的理論中去找。

——伽利略伽利略——“近代科學之父”

1609年，伽利略創(chuàng)制了天文望遠鏡，他是第一位利用望遠鏡觀察天體的人。他觀測到月球表面凹凸不平，有高山深谷，繪制了第一幅月面圖。伽利略的折射式望遠鏡伽利略的手稿1610年，伽利略用望遠鏡發(fā)現有4顆衛(wèi)星圍繞著木星轉。這一發(fā)現震動了整個歐洲和全球科學界。木衛(wèi)一、二、三、四被命名為“伽利略衛(wèi)星。木星和它的伽利略衛(wèi)星

“哥倫布發(fā)現了新大陸，伽利略發(fā)現了新宇宙”借助望遠鏡，伽利略又發(fā)現土星光環(huán)、太陽黑子、太陽的自轉、金星和水星的盈虧現象、月球的周日和周月天平動以及銀河是由無數恒星組成等，這些發(fā)現為哥白尼、布魯諾的觀點提供了有力的證據。宗教法庭把他軟禁在家，８年后伽利略死前仍堅定地說：“地球確實在圍著太陽轉！”？

這種科學探究方式對人類產生了什么影響？

改變了人們認識世界的方法，開創(chuàng)了以實驗事實為根據并具有嚴密邏輯體系的近代科學，為經典力學的創(chuàng)立和發(fā)展奠定了基礎。劍橋大學的牛頓蘋果樹牛頓的老家、英國林肯郡的沃爾斯索普莊園的蘋果樹2012年4月“牛頓蘋果樹”三根枝條抵寧安家南大仙林圖書館旁牛頓的重要貢獻：1、在光學方面：發(fā)現了日光是由不同波長的光構成的，奠定光譜分析的基礎，制作了牛頓色盤，1704年創(chuàng)立光的“微粒說”。2、在熱學方面：確定了冷卻定律牛頓（1642—1727）牛頓最重要的貢獻是什么？為什么？3、在數學方面：與萊布尼茲幾乎同時創(chuàng)立了微積分學，同時在前人研究基礎上建立了二項式定理。4、在天文學領域：1671年創(chuàng)制了反射望遠鏡，初步考察了行星的運動規(guī)律；還解釋了潮汐現象，并預言地球不是正球體。創(chuàng)立產經典支力學粥體系標志城：16撫87年出趁版《自然尺哲學瓣的數抱學原圣理》，提出愛了物息體運這動三腸大定污律和宏萬有甘引力揚定律以實氣驗為撤基礎困，以歉數學脈為表險達形遙式經典晴力學薯體系攔的顯反著特姻征是藍什么讓？慣性定律加速度的比例定律作用和反作用定律顯著魯特征麻：注隆重實唱驗、季數學臨化、嚴掘密邏輪輯對現全象的何一般觀察提出假設運用邏輯（包槽括數學）得捆出推論通過實驗對推蕉論進斜行檢驗對假膏說進鮮行修正辭和推支廣劍橋矛大學櫻牛頓室數學洽橋，似是牛博頓運蒼用數脂學和緞力學你原理甲設計仁建造秋的，申整座沃橋上火沒有趣使用扣一根休釘子歷史仔上牛勾頓力治學證羅實的壓三件閱事第一糠件，達用牛礙頓力洞學算癢出地嬸球的漠形狀您象只招桔子舟。古希月臘的申亞里占士多征德認回為地閃球是暮個正祖球體善，兩劑千年辭來人拐們對除此深按信不穴疑。慮牛頓淋卻根蠢據他室的力塊學，宿說地番球是泉個扁口球體濟，象治只大臉桔子站。法叛國科墾學家宰經過害三次親實地葵測量床，證叨實了吵牛頓活的看葉法。經典販力學慮有什方么作食用？第二享件，用牛鍛頓力饅學算誘出了吵哈雷咸彗星天回歸步周期牛頓搏的好喪友哈希雷17獲05年用量牛頓劈燕力學疫算出巾了16繭82年出魂現的梢彗星眼的軌朗道，烈指出法它的亭回歸饅周期穩(wěn)是75獻—7鉤6年，頓由此遷預言沃它將市在53年以厘后的17裕58年再蠅次出君現。17棚58年這榮顆彗粱星果慎然如的期出妻現，峰并被席命名夾為哈仁雷彗曉星。17帖81年天敲王星錫被發(fā)撓現，雕科學輔家用業(yè)牛頓璃力學械計算該它的贈軌道速，可畢是計拴算結替果總蒸是同寸觀測迅紀錄睡不大卷相符元。經椅反復暗核算輪，觀煤測無蔬誤?？茖W買家大痰膽猜叫想計牢算結前果之窗所以管不理流想，是因暢為沒炭有考招慮到餓一顆越未知奇的行摔星對預天王或星的帆引力鳥作用呢，他法們用藍牛頓綠力學夫算出善了這些顆未秀知行徹星的唱位置遠和質劃量。18兼48年9月23日，至柏林僚天文乞臺臺廳長用木望遠爆鏡對陶準那潑個位宋置，京一下盞子就救看到正了一堂顆新萄的行國星——海王養(yǎng)星。第三隙件：油用牛釋頓力銀學算稱出了失一顆閘未知凱行星門的位昌置①具充有科傍學性秤和預仍見性罷，標據志著壇近代他科學勢的形葵成；③推動焰了資洲本主擋義兩次象科技蹄革命的出改現，明促進突了資葡本主司義工皆業(yè)文挑明的墊發(fā)展允。②使棚人類拼獲得累了用界理性栗解決警問題泰的自糟信，胃促進攀了啟蒙鄙運動的發(fā)福展和附思想涌解放魔；經典撓力學緞的誕仗生的冠意義19世紀菌經典綱物理率學在算人們被心目石中，軌已經仙達到棍近乎子完美果的巔察峰狀口態(tài)。有的流物理唇學家標表示：“19世紀起已經羅將物釘理大綱廈全史部建保成，竟今后甩物理坦學家蒜只是帥修飾胸和完破美這票座大虜廈。孩”普朗茂克：“錘老師索，我售準備調把我遺的一慎生都暈獻齒給物溉理理離論學群！”老師：“膝年輕私人，鬼物理濫學是施一門痕已經忽完絡成了衫的學景科，把不會額再有諒多大菊的發(fā)言展，彩把一叛生都洽獻給辭這門隱學科否，太救可惜村了。匪”18遮78年學衡生時攏代的住普朗搖克經典崗力學響體系早是完拉美的悉物理郵學理夜論嗎紅？經典冰力學趙有哪敲些缺算陷？“物翁理學趣危機召”經典技力學郊體系投建立礎在日訊常生仍活中塊的低坑速運躺動的區(qū)物質數之上捎，時胃間和酬空間跑被視注為與射物質頓運動軍無關說而獨竿立存奧在是壘絕對都的，吩這種圾絕對背的時擴空觀信符合狹人們閉的日厲常經橡驗，頃但在球解釋褲不了少高速螞運動隆的微乘觀的泄粒子彩世界帆各種雨現象水。閱讀技課文折第二壘、三唐兩目訴內容吸，回饑答問礎題。20世紀其初物陰理學跪最重霸大的逝發(fā)展闊表現舟在哪仰些方潤面？相對叢論的總提出量子元論的膀誕生斃與發(fā)乓展“作益為科每學家杠的愛調因斯石坦，戀他是冷窺見卸上帝勺秘密裝的人咬；作律為思雖想家晝的愛合因斯刷坦，些他是咳窺見是人間嶺秘密概的人穩(wěn)。”——楊建址鄴《窺見蠢上帝讓秘密測的人——愛因館斯坦炊傳》愛因鎮(zhèn)斯坦發(fā)對20世紀掉物理投學的海發(fā)展車作出卡了哪呼些重釋大貢布獻？提出布相對貨論；利用膝量子匆理論編成功簡解釋籌光電兵效應暴。自然無和自散然界敘的規(guī)網律，忌隱藏選在黑盜暗里路。上帝志說：溜“讓偽牛頓竹去吧祖！”于是坡，一練切成籠為光譽明。——英國蒸著名鼓詩人尾亞歷產山大·波普但不譯久，魔鬼說說：燥“讓斥愛因街斯坦浙去吧銳！”于是萄一切墳又重悼新回椒到黑作暗中妹。19沈05年，剛剛午博士備畢業(yè)受的愛似因斯吉坦26歲，接席連發(fā)夏表4篇改饒變整呈個20世紀冶物理搏學面豈貌的建論文毯，其煉中一篇松題為《論動概體的踏電動靈力學》的文錦章，捧提出每了相慎對論盲，引表發(fā)了20世紀潑物理助學的毒另一賠場革喬命。19因05年愛呆因斯課坦是飼瑞士竿伯爾賠專利呢局一搬個默均默無岔聞的之小職背員相對播論的省兩個申基本禿原理截是相對魚性原寇理和熱光速豆不變辛原理。在相雅對性吐原理音中，雨愛因銳斯坦鼻認為雄時間狗、運且動、糠質量妻不是謎絕對驢的，羨而是疲相對掉的。沾較典搖型的攔現象可是運我動的朝物體匠長度燦變短宿（尺縮凡效應）、騎運動北的鐘憲比靜午止的立鐘走變得慢股（鐘慢摘效應）、將運動駝的物朽體重格量變租大。狹義估相對虜論愛因哈斯坦?。?8舌79罵-1駕95裂5）“時功間”茶會因仆速度約快慢帝而改念變。一卷繞錄音弄帶，店如果汗在地階面上蔥播放耍需要扔一個垂小時璃；在混快速上飛行啟的宇憐宙飛籃船里惜播放誼，宇塵宙飛旅船里壤的人危測定崖也是被一個獻小時炊。但且是由價地面嘴上的序人員司，來宜測定傍在宇壘宙飛好船中膽播放呀的時拳間呢馬？根拉據牛喚頓的亮理論綢也是蜓一小炕時，固因為傻時間慎是絕閣對的恰；但療是相對思論則純認為獻應該垃是一申個多漂小時飯，因區(qū)為時岔間是縮慧相對澡的，計在不棵同速畝度下纖測量勺時間菊，長采度是員不一五樣的糟。鐘慢駕效應愛因題斯坦陣：“比住方這悼么說——你同瘦美女浩坐在疏火爐剖邊談型情說溝愛，吩一個繞鐘頭激過去曲了，怨你覺厭得好搜像只預過了5分鐘喪！反膏過來野，你虛一個趨人孤貧孤單叮單地煮坐在陷熱氣通逼人義的火歉爐邊丈，只峰過了5分鐘纏，但南你卻必像坐勉了一熊個小祥時?！?，籠這就游是相撒對論擱！”形象狀地說緒明了袋時間舟和空晶間的貞相對睜性。作為戚相對糕論的斤一個存推論刮，他頭提出羞了質能傅相當斗性定零律：物體殲的質謠量(m蓬)與其都所含拆能量(E童)之間柱存在尖著如逝下關污系：(c為光鼠速)它解況釋了潔一個嘆當時盯困惑哭所有炭物理驅學家漂的現摟象：芳放射撲性元街素(如鐳)不斷出地釋矮放出猜大量傻的能扶量。提出:羊19紀15年廣義付相對帝論:廣義盒相對燃論認為束，空嗚間和頓時間蓬的性柄質不圾僅取添決于督物質葉的運拜動情錘況，襲也取觀決于唱物質緒本身塔的分次布狀賭態(tài)。廣義盈相對閣論第猶一次噸闡述筐了四維龜時空繳觀。19村21年愛城因斯托坦獲神得了纖諾貝各爾獎漲金，寇但獎博來得靠十分炒不易穴。當沒時不燃少德遺國的爭諾貝佛爾獎監(jiān)獲得斑者威雨脅說輕，如印果給銀相對已論授叢獎，剖他們死就要惑退回嚷已獲事獎章材，結京果評著委會削找到齊了一染個辦秋法，栽讓愛謀因斯桃坦作條為光太電效撤應理臂論的松建立藝者而鈴得獎朱，相洋對論尺始終陪沒有項獲得須諾貝步爾獎倉?！獏菄鵂T盛《科學控的歷收程》愛因爬斯坦等得諾史貝爾放獎時撕的證菜件照由于深奧成難懂置而且蛇有悖睡于人奪們的團日常筑生活強經驗，相且對論嗎從一壇開始預就受核到包澇括一稻些科筋學家?guī)旁趦热A的很慣多人既的反稼對。怒但相般對論猛在物票理學泡上卻籮非常遼合理封且為價實驗省所證斑實。19勻19年英貸國天觸文學杏家愛俊丁頓墓的日貫全食估觀測淚結果撕證實耐了愛岡因斯欠坦所如作的圖光線績經過絞太陽墻引力恢場會蟻彎曲軟的預寬言。師愛因斗斯坦憶由此純聲名茶鵲起姜，相幅對論肅成為某人們兩家喻誕戶曉求的名膀詞。19愿31年1月31日在郵洛杉都磯舉湯行《城市付之光》首映蒸式，猜卓別虹林和惠愛因表斯坦輛都受闊到了悄熱烈?guī)斓臍g話迎，雪藝術演之星猜大有膠被科斤學之歉星壓栽倒的蛋味道綿。卓悶別林轎對愛辨因斯梅坦說雕：“大伙家歡其迎我錫是因日為他儉們都釣能理哥解我豈，大狡家歡悟迎你惠是因系為他刃們都寬不理遇解你?！弊縿e絹林和吹愛因澇斯坦“牛屆頓先竊生，那很抱伯歉推潤翻了后您的梢理論美，不每過您餐的成俗就是似您那臟個時統(tǒng)代一訪個人巧的智流力和采創(chuàng)造炸力所控能達最到的熊顛峰擇。但秋是，憲當我企們對滿宇宙圖萬物求有了嗓更深拘入的承了解逐以后后，這期些觀呈念將連會被端一些底更抽諒象的懶新觀鴿念所廟取代……恰”——愛因群斯坦有人畢認為元相對衫論出鏟現后癢，牛缸頓在鍛歷史沈上的泉光輝帥完全標被抹六掉了席。這爛種說壟法對轉嗎？牛說說跪理由枕。狹義相對論廣義相對論相對論打破經典力學的絕對時空觀進一步深化對時間空間和引力現象的認識牛頓鬧力學咐反映嘗的是宏觀辭物體牧低速扣運動峰的客盞觀規(guī)嚼律，狹立義相微對論憂反映遲的是物體忘高速方運動仆的客茫觀規(guī)刮律。廣義騎相對翁論是懂新的精萬有筐引力釣概念所以牛頓城的萬奏有引孫力理均論成黑了廣乞義相饅對論龜中的濾一個爹特例紐奉。廣義拒相對哄論認憂為物鍛質存曬在的澆現實豪空間溉不是駁平坦步的，級而是歷彎曲絹的，基空間罵的結遮構取黃決于申物質喂的質中量及禽其分湊布情技況，空間刻彎曲的程誕度體凍現為董引力碗場強區(qū)度?！鄬Π终摵湾\經典斷力學樹的關擱系1.相對減論否珠定了便經典喉力學摩的絕標對時加空觀逼；2.相對攀論發(fā)非展了鍛牛頓槽力學竿，牛頓豪力學廟是相鳥對論描的一躲種特吃例，縮慧包括酸在相頓對論星體系麻中。3.牛頓艱力學苗是整虹個力緒學的扶基礎萌。牛頓漸所創(chuàng)概造的泡概念慎，至細今仍梢指導怖著我反們的顆物理屬學思魯維，簡誰企駝圖在盜真理再的認癥識的嶄領域扇內要戶人們勒認為噸他是遮不可慕動搖嘗的權哄威，鉤那他梁就要禿在上哪帝的礎哈哈鈔大笑腿中垮名臺?！獝垡蛲ㄋ固耿偈怯挝锢硗缹W領包域的每一次球重大平革命辦，推動浴物理之學發(fā)機展到暈一個女新高衣度。②是倚人類仔思想散史上某的一獄次根桑本性蝕變革（形洪成全席新的胳時空歡觀、子運動鄭觀和勾物質盞觀，朗對整版?zhèn)€自江然科澇學和拉哲學廣都產櫻生了午深遠顆的影齒響）相對端論的扮意義跳：由相犬對論“所拋帶來紙的物街理世勿界觀日的革翅命，讓在廣兇度和備深度棉上，叉只有艙由哥總白尼告的世貸界體疑系的干提出術所引量起的叨革命歉可以洪相比鑄擬”牛?！绽拾Y克19梢10年愛因謎斯坦夜根據智相對漆論的質能肅轉換享理論，曾茶致信柴美國技總統(tǒng)激羅斯棒福，童建議貢美國有研制原子籌彈，以賭便在劈燕二戰(zhàn)吼中盡掘快戰(zhàn)瞎勝法等西斯嫩國家走。19拉45年8月，銷美國蓄先后職在日行本的粘廣島去、長醒畸投扔下兩揚顆原民子彈敞，加伐速了席日本即法西纏斯的臉投降駐，但咽對無斬辜平鍵民的輕傷害鋼也同茂樣令征全世食界震厚驚。相對膠論的鄙現實夫意義:物體付在發(fā)耳射輻桂射時陣和吸各收輻秒射時迫，是數以一頌定的具數值繩的整倒數倍努跳躍進式變繩化的棄；“抱量子悶”是犯最新追小的楚能量冷單元設。標志鋒：19榴00年《關于臟正常固光譜漠能量陽分布足定律畏的理荒論》內容潑：量子腫假說馬克杜斯·普朗仿克（18高58形—1茂94債7）——宣告體了量遞子論懷誕生量子鉆論是抵在怎呼樣的么背景共下誕盒生的鏟？19世紀甚末20世紀瓣初，命電子轎和放優(yōu)射線柿的發(fā)苗現使監(jiān)人們帖對物抓質的襲認識覺深入調到原爆子內憶部，雹實驗灘表明夜微觀絮粒子師的運荒動不敬能用共宏觀從物體晴的運趕動規(guī)繁律進橡行描德述。加熱紡到不絞同溫究度的渠物體司發(fā)出畝不同塊顏色挺的光科學撫家們臥為了最總結飯熱輻釘射規(guī)意律，松推導趁出兩誰個公長式。嫁但這挨兩個經公式命的計絲式算結消果總雜是與枕實驗械結果游不相練符合妙。簡述價量子杜力學譽建立浮的過轟程19彈00年，普朗寶克提出能量子槐假說愛因蕉斯坦達解釋咱光電蠟效應鏟；20世紀30年代駁，新冷的物霸理學虹分支——量子潔力學購最終窮建立玻爾院提出典有關惕原子愧的量子別理論誼；丹麥退物理迷學家斬玻爾化把量返子論勾用于殿原子顏結構抽的研尖究，扁證實脅原子和是由朱帶正碎電的合原子岡核和滔帶負金電的銜電子芹組成喪。電斗子在釘不同刑軌道冒上圍奇繞著竹原子康核運縮慧動，反當電踐子從郊外層檢軌道廳跳到死內層登軌道抓時就痛放出廉相應算波長員的電饅磁波煉。在光綁的照組射下倍，某般些物質內部預的電子會被水光子靈激發(fā)倦出來稼而形疏成電樂流，余即光照生電量子啟論和歇相對嶺論是哀現代杠物理阻學的惑兩大忌支柱雷，量影子論緣瑞的形慢成標志著人非類對潛于客婦觀規(guī)漸律的服認識繁，開昆始從蕩宏觀宇世界憶深入賴到微鐵觀世披界。意義想：太陽拌能電洪池、尼防盜燥器及妻照相加機的事測光幫表、鵝核能椒發(fā)電京、修池正全助球定銳位系窯統(tǒng)、國激光典產品休如DV碼D播放駛機及讀激光梁打印念機等現代末物理涌學在蟲人類怒文明烏進步殃中所我起的眨作用量子留力學殊和狹直義相熊對論艦結合瓶形成透原子山核物洗理學淚，指舌導制俗造原胳子彈金、氫如彈和復建立嘉核電太站。撿量子付力學黑還為灘電子槽技術圖、半葛導體敲技術絡和激培光技返術等扣奠定原了理點論基臭礎。宇宙脊飛船龜、電義視機奴顯像攏管、班核磁趨共振裕、超蒸聲波飽、X光機奇、放艦療、休半孝導體尊芯片欄、電翁子計鼓算機他們擾對近丹代物愈理學冠的發(fā)猛展所誘作出熄的最擇重大屯貢獻氏分別閥是什救么？為經縮慧典力候學奠注定基族礎形成跡經典獨力學蔽體系提出歡相對篇論，五發(fā)展鳴牛頓街力學提出梅量子剩假說法、量巨子論澆誕生伽利報略（15暮64晶—1豪64科2）牛頓（16勵42婦—1敞72稿7）普朗系克（18抓58閣—1基94香7）愛因威斯坦（18臭79絲式—1悉95水5）物理罰學革蟲命物理鏈學發(fā)浩展的監(jiān)過程小結思考董總結物理濾