量子理论的诞生（从普朗克到爱因斯坦）.ppt

1、近代科学技术的产生,分门别类,整体考察,科学实验，科学理论,直观感受，哲学思辨,两相分离,密切结合,1、时间：15世纪下半叶 2、原因： （1）经济上：西欧封建社会内部逐渐产生了资本主义的生产方式。 （2）思想上：文艺复兴使人从长期的基督教神学的束缚中解放出来。 3、古代和近代科学技术的区别,专题七：近代以来科学技术的辉煌本专题总体知识结构,科学革命,技术革命,物理学领域,生物学领域,经典力学体系的创立和发展（从伽利略到牛顿）,量子理论的诞生（从普朗克到爱因斯坦）,相对论的建立（爱因斯坦）,进化论理论（达尔文与赫胥黎）,万能原动机与“蒸汽机时代”（瓦特）,电力的广泛应用与“电气时代”（法拉第、

2、西门子、爱迪生等）,现代信息技术与信息时代,现代物理学理论的发展,探索发现 近代物理学的奠基人和革命者,材料一：人的思维创造一直在改变一个宇宙图景。伽利略对科学的贡献就在于毁灭直觉的观点而用新的观点来代替它。这就是伽利略的发现的重大意义。 摘自爱因斯坦谈伽利略的贡献,1、直觉的观点和新的观点分别指什么？2、伽利略对科学理论的贡献是什么？,飞跃之一:从经验力学到经典力学,1、经典力学的奠基人伽利略,亚里士多德 ：力学观：有力则动，无力则静,伽利略 ：（1）伽利略对亚里士多德力学观的否定（2）开创科学的研究方法（观察、实验、推理）（3）突出成就：创立自由落体定律,飞跃之一,否定前人,材料二：真理不

3、在蒙满灰尘的权威著作中，而是在宇宙、自然界这部伟大的无字书中。 在他离开人世的前夕，他还重复着这样一句话：“追求科学需要特殊的勇气。”伽利略语录,材料三：恩格斯称他是“不管有何障碍，都能不顾一切而打破旧说，创立新说的巨人之一”。,敢于否定权威，敢于探索的精神,学习探究一,我所认识的他,“我好像是一个在海边玩耍的孩子，不时为拾到比通常更光滑的石子或更美丽的贝壳而欢欣鼓舞，而展现在我面前的是完全未探明的真理之海。” 牛顿临终遗言,你知道牛顿捡到了哪些“光滑的石子”和“美丽的贝壳”？,2.经典力学的建立者牛顿,（1）标志:1687年自然哲学的数学原理,惯性定律加速度定律作用和反作用定律万有引力定律,

4、（2）经典力学体系的主要内容,经典力学体系,牛顿运动三定律,10,（3）经典力学体系的影响,牛顿力学体系对自然界的力学现象做出了系统、合理的说明，从而完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合。使力学天文学完备，同时在生产和科学实验中广泛应用和验证。经典力学体系的建立标志着近代科学的形成；从此科学摆脱了神学的束缚向前发展。牛顿以他对天地万物的寥寥数条规律的精美绝伦的概括，彰显了人的理性的伟大，暴露了宗教非理性的荒谬。推动了启蒙运动的发展。,1781年天王星被发现，科学家用牛顿力学计算它的轨道，可是计算结果总是同观测纪录不大相符。经反复核算，观测无误。那问题是否出现在牛顿力学上面？法国的勒维列

5、和英国的亚当斯坚信牛顿力学的正确，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引力作用。他们用牛顿力学算出了这颗未知行星的位置和质量。1848年9月23日，柏林天文台台长在收到勒维列来信的当晚，用望远镜对准勒维列所指出的位置，一下子就看到了一颗新的行星海王星。勒维列无需观测星空，就在笔尖上发现了新行星。牛顿力学又创造了新的奇迹。,海王星和冥王星的发现,哈雷慧星轨道的推算,长期以来，人们一直认为彗星是神秘的，不吉利的灾星，根本不能用科学来说明。牛顿的好友哈雷用牛顿力学算出了1682年出现的彗星的轨道，指出它的回归周期是7576年，由此预言它将在17

6、58年再次出现。53年以后的1758年（当时哈雷已去世），这颗彗星果然如期出现。哈雷慧星的发现验证了万有引力定律的科学性。,牛顿成就与前人之间的关系,牛顿曾谦逊地说“如果我比别人看得远些，那是因为我站在巨人们的肩上。,牛顿成功的条件：,关系：,前人的基础（伽利略 、笛卡尔、开普勒）；注重实验,近代科学在否定中发展、在继承中发展、在综合中发展,学习探究二,19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：“19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这座大厦。”,牛顿经典力学的局限:只适用于宏观物体的运动,只适用于低速运动的物质,是绝对的时空论.,微观、高速、相对时空?,

7、飞跃之二：从宏观力学到现代物理学,1、量子力学的诞生,标志： 1900 普朗克 关于正常光谱能量分布定律的理论,意义：,量子理论标志着人类对客观规律的认识，开始从宏观世界深入到微观世界。,你不熟悉的他！1879年出生在德国的某个小城 三岁多还不会讲话 父母担心他的智能是否会不及常人，直到10岁才送去上学 当年被校长认为“干什么都不会有作为”的笨学生,爱因斯坦出于对人类命运的极大关注，写信建议美国务必抢在法西斯德国之前制造出原子弹；后来，当原子弹真的从潘多拉魔盒里跳出来后，爱因斯坦陷入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原子弹。他痛心地说，“早知如此，我宁可当个修表匠！”,反战使

8、者,、爱因斯坦的“时空”相对论,提出：内容：认识：,1905年，爱因斯坦发表论动体的电动力学，创立狭义相对论。,相对性原理和光速不变原理；时间和空间都与物质的运动有关，随着物质运动速度的变化而变化。（E=mc2）,否认了牛顿力学的绝对时空观点，是对牛顿力学的继承和发展。,(1) 狭义相对论,这个故事形象地说明了时间和空间的相对性。,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说：“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爱，那么，同样的时间你觉得哪一个更长？”男青年说：“当然坐在火炉上烤的时间觉得长久。”爱因斯坦说：“这就是我的相对论内容。”,爱因斯坦

9、关于相对论的比喻。,“天上方一日，人间已一年”,乘坐“光子火箭”以光速作星际旅行，回到地球时，我们会发现什么变化？,（2）、广义相对论,（1）提出：（2）内容：（3）认识：,1916年，爱因斯坦把狭义相对论推广到加速运动的参考系中，建立了广义相对论。,物质存在的现实空间不是平坦的，而是弯曲的；空间弯曲的程度体现为引力场强度；时间、空间不是独立的实在，它们是物质存在的形式。,它第一次阐述了四维时空和物质的分布相联系的重要思想。,(3) 相对论建立的意义,（1）爱因斯坦相对论的建立，是对近代物理学理论框架的重大突破，它不仅揭示了空间、时间的可变性，时空的变化和时空结构同物质的运动和状态密不可分。（

10、2）这种全新的时空观、运动观和物质观的形成，是人类思想发展史中的一次根本性变革，对整个自然科学和哲学都产生了深远的影响。（3）相对论同量子理论一起，构成了现代物理学的基本理论框架。,1955年4月18日，爱因斯坦因主动脉瘤破裂逝世于普林斯顿。遵照他的遗嘱，不发讣告，不举行公开葬礼，不建坟墓，不立纪念碑。火化时按照他的书面遗嘱：免除所有花卉布置以及所有音乐典礼。骨灰撒在永远对人保密的地方，为的是不使任何地方成为圣地。遗嘱执行者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，全世界都感谢他的教诲；那专属他个人的东西，早已传遍广大人群。他像行将陨灭的彗星， 光华四射，把无限的光芒同他的光芒永

11、相连结。他的主治医生贺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，并切成200片带走。但至今没有结论。,经验力学（中世纪）,经典力学（17世纪）,现代物理学（19世纪末20世纪初）,伽利略（意）,牛顿（英）,普朗克（德）爱因斯坦（德）,物理学的发展历程,亚里士多德,经典力学体系的创立和发展,量子理论的诞生(从普朗克到爱因斯坦),相对论的建立（爱因斯坦）,现代物理学理论的发展,近代物理学的奠基人和革命者,伽利略是经典力学的奠基者(自由落体定律）,牛顿是经典力学的建立者（运动三定律和万有引力定律）,知识结构,选择题,1、(2009年上海春季)法国数学家和天文学家拉普

12、拉斯曾经这样说过：“不会产生两个牛顿，因为要发现的世界只有一个。”牛顿所发现的“世界”是指 ( ) A微积分 B反射望远镜 C光的色散原理 D三大运动定律,D,2、(2008江苏单科)一位科学家的墓碑上镌刻着这样的铭文：“他以神一般的力量第一个说明了行星的运动和图像。”这位科学家应该是 ( ) A伽利略 B牛顿 C爱因斯坦 D普朗克,B,3、牛顿曾经说过：“如果说我看得远，那是因为我站在巨人的肩膀上。”正是站在伽利略、开普勒等巨人的肩膀上，牛顿才建立起宏伟的经典力学大厦，这座大厦建立起来的标志是 ( ) A关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话发表 B物种起源发表 C自然哲学的数学原理发表 D纯

13、粹理性批判发表4、(2007年广东单科，25)20世纪初，物理学本身发生了一场革命性的变化。下列选项中推动这一变化的是 A电的发明和利用 B量子论的提出和发展 C经典力学的发展 D原子能在军事上的应用5、“使人类克服了经典物理学的危机，对微观世界的基本认识有了革命性的进步”指的是 ( ) A牛顿力学体系的建立 B相对论的提出 C自由落体定律的提出 D量子论的提出,C,B,D,6、(2007海南单科，19)20世纪初，爱因斯坦相对论的提出是物理学的一场变革。它 ( ) A否定了经典力学体系 B打破了绝对时空观 C彻底解决了19世纪以来物理学面临的危机 D标志着对物质世界的认识开始进入微观粒子世界,7、打破了经典物理学的绝对化思维，为人们提供了辩证地看待世界的途径的成就是 ( ) A相对论的提出 B自由落体运动规律的提出 C量子论的提出 D万有引力定律的提出,B,A,8、对于爱因斯坦创立的相对论与牛顿力学的关系，比较准确的说法是 ( ) A前者完全否定了后者 B前者发展和概括了后者 C后者发展了前者 D前者融合了后者 9、(2009广东汕头)下列事件按因果关系排列正确的是 牛顿力学体系的建立 爱因斯坦相对论 启蒙运动兴起 三民主义 A B C D ,B,B,