高中历史 第六单元 现代世界的科技与文化 第25课 现代科学革命课件 岳麓版必修3(1).pptVIP

一 经典物理学的危机 19世纪末 物理学界连续发生了三个重大事件 这就是x射线 放射性和电子的发现 这三大发现以实验事实使得原子不可分 不变化的传统观念发生了动摇 物理学家们曾认为的似乎已经基本上完成了的经典物理学体系 从根本上出现了动摇 这就是所谓的 物理学危机 经典物理学所研究的是人们日常生活中易于理解的宏观世界 三大发现所揭示的却是人们没有直接经验的微观现象 这表明人们对物质世界的认识已经深入了一个层次 物理学家继续向前探索 于是产生了以量子论和相对论的建立为标志的物理学革命 物理学从此开辟了新的天地 牛顿 二 相对论的提出 1 相对论的提出及主要内容过去的物理学都以牛顿的理论为基础 认为时间和空间是绝对的 两者是没有任何直接联系的 德国物理学家爱因斯坦经过多年的研究 打破了传统的绝对时空观 于1905年提出了狭义相对论和光速不变原理 指出了时间 空间和物体的质量不是绝对不变的 而是随着物体的运动而发生变化 狭义相对论认为 物体运动时 质量会随着物体运动速度的增大而增加 同时 空间和时间也会随着物体运动速度的变化而变化 即还会发生尺缩效应和钟慢效应 1916年 爱因斯坦完成了广义相对论的最终形式 在广义相对论中 引力是被考虑的主要问题 广义相对论指出 空间和时间不可能离开物质而独立存在 空间结构和性质取决于物质的分布 使人类进一步深化了对时间 空间和引力现象的认识 广义相对论又被认为是一种引力理论 2 相对论提出的历史意义相对论的提出是物理学思想的一次重大革命 它否定了经典力学的绝对时空论 从本质上修正了由狭隘经验建立起来的时空观 深刻地揭示了时间和空间的本质属性即 揭示了时空的可变性 时空变化的联系性 树立了新的时空观 运动观 物质观 这一理论被后人誉为20世纪人类思想史上最伟大的成就之一 相对论 妙解 有一次 群众包围了从德国移居美国的科学家爱因斯坦的住宅 要他用 最简单的话 解释清楚他的 相对论 当时 据说全世界只有几个高明的科学家看得懂他关于 相对论 的著作 爱因斯坦走出住宅 对大家说 比方这么说 你同你最亲的人坐在火炉边 一个钟头过去了 你觉得好像只过了5分钟 反过来 你一个人孤孤单单地坐在热气逼人的火炉边 只过了5分钟 但你却像坐了一个小时 唔 这就是相对论 托马斯 哈维 他将爱因斯坦大脑切成240块 爱因斯坦的大脑 核电站 1945年8月 美国先后在日本的广岛 长畸投下两颗原子弹 加速了日本法西斯的投降 但对无辜平民的伤害也同样令全世界震惊 爱因斯坦为此非常懊悔 从这件事中 我们能得到什么启发 我们应如何对待科学的发展 长崎被原子弹所炸现场 三 量子论的诞生与发展 1 量子论的诞生 发展和量子力学1900年 德国物理学家普朗克提出了物质的辐射能不是连续的 而是以最小的 不可再分的能量单位即能量量子的整数位跳跃式地变化的量子假说 这个假说宣告了量子论的诞生 在普朗克之后 英国的物理学家卢瑟福和丹麦物理学家玻尔把量子论用于原子结构的研究 证实原子是由带正电的原子核和带负电的电子组成 电子在不同轨道上围绕着原子核运动 当电子从外层轨道跳到内层轨道时就放出相应波长的电磁波 玻尔在此基础上创立了原子结构的理论 爱因斯坦利用量子论成功地解释了光电效应出现的现象及光的本质 进一步推动了量子论的发展 德国物理学家海森伯和奥地利物理学家薛定谔等创立了物理波理论 指出电子和一切物质粒子都像光一样 既具有连续的波动性质 又具有不连续的粒子性质 经过这些科学家的共同努力 到1925年左右量子力学最终建立 量子力学是研究微观世界粒子运动规律的科学 2 量子论和量子力学的影响在量子论基础上发展起来的量子力学 极大地促进了原子物理 固体物理和原子核物理等科学的发展 同时 也标志着人类对客观规律的认识 开始从宏观世界深入到了微观世界 相对论和量子力学的确立是物理学革命的高潮 以物理学革命为先导 带动了化学 生物学 天文学 地学等学科的理论也都发生了革命性的突破 量子力学和狭义相对论结合形成原子核物理学 指导制造原子弹 氢弹和建立核电站 量子力学还为电子技术 半导体技术和激光技术等奠定了理论基础 普朗克 加热到不同温度的物体发出不同颜色的光 巩固小结 19世纪末20世纪初 物理学的一系列新发现促使相对论和量子理论诞