高二历史物理学的重大进展1

1、第第1111课课 物理学的重大发展物理学的重大发展第第1212课课 破解生命起源之迷破解生命起源之迷第第1313课课 从蒸汽机到互联网从蒸汽机到互联网近代科学开端的标志：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第第1111课课 物理学的重大进展物理学的重大进展一、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

2、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）1、经典力学产生的背景、经典力学产生的背景新兴的资产阶级在经济上和政治新兴的资产阶级在经济上和政治上对自然科学的迫切需要上对自然科学

3、的迫切需要 文艺复兴推动文艺复兴推动伽利略为经典力学的建立奠定了伽利略为经典力学的建立奠定了基础。基础。牛顿牛顿（ 1642164217271727） 英国伟大的科学家，英国伟大的科学家，在物理学、数学、天文在物理学、数学、天文学等方面都作出了卓越学等方面都作出了卓越贡献。他曾长期担任英贡献。他曾长期担任英国皇家学会会长，还担国皇家学会会长，还担任过英国议会议员，被任过英国议会议员，被授予爵士称号。授予爵士称号。自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理书影书影 1687 1687年，牛顿出年，牛顿出版了版了自然哲学的自然哲学的数学原理数学原理，建立，建立起了完整的力学理起了完整的力学理论体系，实现

4、了物论体系，实现了物理学史上的第一次理学史上的第一次大飞跃。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：创立标志：创立标志：发表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提出了物体机械运动三大定律和万有引力定律等，形成了以和万有引力定律等，形成了以实验为基础的以数学为表达形实验为基础的以数学为表达形式的牛顿力学体系。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 牛顿还发明了二项式定理

5、；牛顿还发明了二项式定理；和莱布尼茨分别发明了微积分；和莱布尼茨分别发明了微积分；发明了反射式望远镜等。发明了反射式望远镜等。牛顿发明了第一牛顿发明了第一架反射望远镜架反射望远镜 我不知道世人对我是怎样看的，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不过我只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，耍的孩子，有幸拾到光滑美丽的石子，但真理的大海，我还没有发现。我所但真理的大海，我还没有发现。我所以有这样的成就，是因为我站在巨人以有这样的成就，是因为我站在巨人们的肩膀上的缘故。们的肩膀上的缘故。 “ “胜利者往往是从坚持最后五分钟胜利者往往是从坚持最后五分钟的时

6、间中得来成功。的时间中得来成功。” “ “你若想获得知识，你该下苦功；你若想获得知识，你该下苦功；你若想获得食物，你该下苦功；你若想你若想获得食物，你该下苦功；你若想得到快乐，你也该下苦功。因为辛苦是得到快乐，你也该下苦功。因为辛苦是获得一切的定律。获得一切的定律。”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物理学研究中遇到了一些经典力学无法解释的新问题。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，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

7、广义相对论论和广义相对论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学发展到一个新的高度。 对对 话话 1919世纪经典物理学达到巅峰状态，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在人们心目中，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话：他的老师发生了一段对话：普朗克普朗克：“老师，我准备把我的一生都老师，我准备把我的一生都献给物理理论学！献给物理理论学！”老师：老师：“

8、年轻人，物理学是一门已经完年轻人，物理学是一门已经完成了的学科，不会再有多大的发展，把成了的学科，不会再有多大的发展，把一生都献给这门学科，太可惜了。一生都献给这门学科，太可惜了。” ” 爱因斯坦爱因斯坦（1879-19551879-1955） 德国伟大的物理学家。德国伟大的物理学家。1905-19151905-1915年提出了相对论，年提出了相对论，发展了牛顿力学。发展了牛顿力学。19331933年因年因遭德国法西斯迫害前往美国，遭德国法西斯迫害前往美国，后入美国籍。后入美国籍。 2020世纪最后一期世纪最后一期时代时代周刊评述他说：周刊评述他说：“天才，政天才，政治难民，人道主义者，原子治

9、难民，人道主义者，原子和宇宙谜的开启者，以其最和宇宙谜的开启者，以其最伟大的思想和无与伦比的形伟大的思想和无与伦比的形象独占鳌头。象独占鳌头。” 广义相对论认为：空间和时间的性广义相对论认为：空间和时间的性质不仅取决于物质的运动情况，也取决质不仅取决于物质的运动情况，也取决于物质本身的分布状态。于物质本身的分布状态。 狭义相对论认为：时间和空间随着狭义相对论认为：时间和空间随着物质运动速度的变化而变化，发生尺缩物质运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效应和钟慢效应；质量会随着物体运动速度增大而增大。速度增大而增大。相对论的主要内容：相对论的主要内容：相对论的比喻：相

10、对论的比喻： 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，比如你屁股坐在火我打个比方，比如你屁股坐在火炉上烤和坐在公园柳荫下与女士谈情说炉上烤和坐在公园柳荫下与女士谈情说爱，那么，同样的时间你觉得哪一个更爱，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。”笑话：笑话： 有一次，卓别林和爱因斯坦共同出有一次，卓别林和爱因斯坦共同出席一次宴会，

11、都受到了热闹的欢迎。卓席一次宴会，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别林说：大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解我，大家欢迎你是因为他们都不理解你。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。 相对论打破了牛顿以来传统的绝对时相对论打破了牛顿以来传统的绝对时空观，但并非全盘否定牛顿力学。空观，但并非全盘否定牛顿力学。 牛顿力学反映的是宏观物体低速运动牛顿力学反映的是宏观物体低速运动的客观规律，而狭义相对论反映的是物体的客观规律，而狭义相对论反映的是物体高速运动的客观规律，是对牛顿力学的高速

12、运动的客观规律，是对牛顿力学的继继承和发展。承和发展。 牛顿力学是相对论的一种特例（物体牛顿力学是相对论的一种特例（物体低速运动状态），包括在相对论体系中。低速运动状态），包括在相对论体系中。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。在内的很多人的反对。19211921年爱因斯坦获得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了诺贝尔奖，当时不少德国的诺贝尔奖获得者威胁说，如果给相对论授奖，他们就要退者威胁说，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回已获得的奖章，结果

13、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，相因斯坦作为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理且为实验所证实。理学上却非常合理且为实验所证实。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，不要被常识和日常经验所蒙蔽，常识并不一定总是正确的。常识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。

14、 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， 把无限的

15、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。 他的主治医生他的主治医生哈维哈维博士认为如此伟大的大脑，应该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。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，德国年，德国普朗克普朗克提出量子假说提出量子假说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4 4、影响：、影响： 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、诞生：、诞生：3 3、发展：、发展：4 4、影响：、影响：使人类对微观世界的认识取得革命性使人类对微观世界的认识取得革命性的进步，是的进步，是2020世纪最深刻、最有成就的世纪最深刻、最有成就的科学理论之一科学理论之一量子论与相对论共同构成现代物理学量子论与相对