物理学的长足进展幻灯片.ppt

物理学的长足进展第1页，共24页，编辑于2022年，星期日一、经典力学一、经典力学 1.16BC.末末17.初物理学发展的初物理学发展的历史条件历史条件（1）新兴的资产阶级在新兴的资产阶级在经济上经济上和和政治上政治上对自然科学的迫切需求。对自然科学的迫切需求。（2）文艺复兴、地理大发现和宗教改革文艺复兴、地理大发现和宗教改革的的推动。推动。（3）自然科学自然科学自身发展的需要。自身发展的需要。（4）科学家科学家勇于的探索精神。勇于的探索精神。第2页，共24页，编辑于2022年，星期日2.奠基奠基伽利略的贡献伽利略的贡献 伽利略伽利略（15641642），伟大的），伟大的意大利意大利物理学家和天文学家，他物理学家和天文学家，他开创了以实验事实为根据并具有开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系和数学表述形式的严密逻辑体系和数学表述形式的近代科学近代科学，被誉为，被誉为“近代科学之父近代科学之父”。他第一个把望远镜对准天空。他第一个把望远镜对准天空进行观测，出版了星空使者进行观测，出版了星空使者一书。一书。1632年，他出版了关于年，他出版了关于托勒密和哥白尼两大世界体系的托勒密和哥白尼两大世界体系的对话，把哥白尼的学说推到了对话，把哥白尼的学说推到了最终胜利的阶段。最终胜利的阶段。第3页，共24页，编辑于2022年，星期日 1609年，伽利略创制了年，伽利略创制了天文天文望远镜望远镜。他观测到月球表面凹凸。他观测到月球表面凹凸不平，并绘制了不平，并绘制了第一第一幅月面图。幅月面图。伽伽利利略略的的折折射射式式望望远远镜镜伽伽利利略略的的手手稿稿人们争相传颂：人们争相传颂：“哥伦布哥伦布发现了新大陆，伽利略发发现了新大陆，伽利略发现了新宇宙现了新宇宙”。第4页，共24页，编辑于2022年，星期日（1）创立科学的研究方法创立科学的研究方法：实验和观察。：实验和观察。（2）物理学物理学：实验证明力与运动状态的关系，：实验证明力与运动状态的关系，发现发现自由落体定律自由落体定律等。等。（3）天文学天文学：自制望远镜观察天体并取得大：自制望远镜观察天体并取得大量成果的第一人，证明了量成果的第一人，证明了哥白尼哥白尼“日心说日心说”的正的正确性。确性。第5页，共24页，编辑于2022年，星期日 牛顿牛顿出生于英国的林肯郡，出生于英国的林肯郡，1665年毕业于著名的年毕业于著名的剑桥大学剑桥大学三一学院三一学院，获得学士学位。，获得学士学位。三年后又获得文学硕士学位。三年后又获得文学硕士学位。牛顿曾经长期担任牛顿曾经长期担任英国皇家英国皇家学会会长学会会长，他还担任过英国议，他还担任过英国议会议员，授予爵士称号。会议员，授予爵士称号。1727年，他病逝，被安葬于威年，他病逝，被安葬于威斯敏斯特教堂，这是一种极高斯敏斯特教堂，这是一种极高的荣誉。的荣誉。牛顿（牛顿（16421727）3.创立创立牛顿力学体系牛顿力学体系第6页，共24页，编辑于2022年，星期日1687年自然哲学的数学原理出版年自然哲学的数学原理出版（1）建立标志：）建立标志：（2）内容：）内容：（3）特点）特点：物体机械运动物体机械运动三大定律三大定律、万有引力定律万有引力定律等等 注重注重实验实验 数学化数学化惯性定律惯性定律加速度的比例定律加速度的比例定律作用和反作用定律作用和反作用定律第7页，共24页，编辑于2022年，星期日1、在、在光学光学方面，牛顿发现了日光是由不同的颜色即不方面，牛顿发现了日光是由不同的颜色即不同波长的光构成的，奠定了光谱分析的基础，制作了同波长的光构成的，奠定了光谱分析的基础，制作了牛顿色盘牛顿色盘。他在。他在1704年出版了光学一书，创立了年出版了光学一书，创立了光光的的“微粒说微粒说”。2、在、在热学热学方面也有研究成果，确定方面也有研究成果，确定了冷却定律了冷却定律3、在、在数学数学方面，他与莱布尼兹几乎同时创立了方面，他与莱布尼兹几乎同时创立了微积分微积分学学，同时，他还在前人研究基础上，建立了，同时，他还在前人研究基础上，建立了二项式定理二项式定理。4、在、在天文天文学领域，他在学领域，他在1671年创制了反射望远镜，初步年创制了反射望远镜，初步考察了考察了行星的运动规律行星的运动规律；他还解释了；他还解释了潮汐现象潮汐现象，并预言，并预言地球地球不是正球体不是正球体，并由此说明了岁差现象。，并由此说明了岁差现象。牛顿的牛顿的其他其他贡献贡献第8页，共24页，编辑于2022年，星期日牛顿理论的科学性和预见性牛顿理论的科学性和预见性。世纪，应用牛顿力学原理。世纪，应用牛顿力学原理发现了海王星和冥王星。发现了海王星和冥王星。标志着近代科学的形成标志着近代科学的形成。它是近代自然科学理论体系中最先成。它是近代自然科学理论体系中最先成熟和完善的核心理论体系。熟和完善的核心理论体系。促进了促进了资本主义工业文明资本主义工业文明的发展。的发展。推动了推动了资本主义两次科技资本主义两次科技革命的出现。革命的出现。（4）意义）意义：（）历史局限：（）历史局限：经典力学体系建立在日常生活中的经典力学体系建立在日常生活中的低速运动的物质低速运动的物质之上之上。在此理论中，时间和空间被视为与物质运动无关而独立存在是绝。在此理论中，时间和空间被视为与物质运动无关而独立存在是绝对的，即存在着对的，即存在着绝对的静止和绝对的时间绝对的静止和绝对的时间。这种绝对的时空观。这种绝对的时空观符合人们的符合人们的日常经验日常经验，但在宏观的宇宙世界和微观的粒子世界面前，就显得不太但在宏观的宇宙世界和微观的粒子世界面前，就显得不太够用了够用了。世纪，物理学出现的一系列新发现无法用经典力学来解。世纪，物理学出现的一系列新发现无法用经典力学来解释。这就是释。这就是所谓的所谓的“物理学危机物理学危机”。第9页，共24页，编辑于2022年，星期日二、相对论的创立二、相对论的创立 1.相对论提出的历史背景相对论提出的历史背景（1 1）过去的物理学以牛顿理论为基础，认为过去的物理学以牛顿理论为基础，认为时间时间和和空空间间是绝对的，两者是没有是绝对的，两者是没有任何直接联系任何直接联系的。的。（2 2）19 19世纪随着科学的飞速发展，科学家发现高速世纪随着科学的飞速发展，科学家发现高速运动的微观粒子发生的现象，运动的微观粒子发生的现象，经典力学无法解释。经典力学无法解释。第10页，共24页，编辑于2022年，星期日2.相对论的提出及主要内容相对论的提出及主要内容爱因斯坦爱因斯坦（1879-1955）提出了相对论，发提出了相对论，发展了牛顿力学。展了牛顿力学。第11页，共24页，编辑于2022年，星期日狭义狭义相对论相对论广义广义相对论相对论相相对对论论打破打破经典力学的绝对经典力学的绝对时空观时空观进一步深化进一步深化对时间空间和对时间空间和引力现象的认识引力现象的认识主要内容主要内容主要内容主要内容主要内容：主要内容：第19页，共24页，编辑于2022年，星期日3.相对论提出的历史意义相对论提出的历史意义（1）相对论的提出相对论的提出是物理学领域的一次重是物理学领域的一次重大革命。大革命。（2）否定了否定了经典力学绝对时空观，经典力学绝对时空观，发展了发展了牛顿力学。牛顿力学。（3）推动物理学）推动物理学发展到了新的高度发展到了新的高度。第20页，共24页，编辑于2022年，星期日三、量子论的诞生与发展三、量子论的诞生与发展 1.量子论诞生的历史背景量子论诞生的历史背景（1）19c末末20c初，初，电子和放射性电子和放射性的发现使人们的发现使人们对物质的认识深入到对物质的认识深入到原子内部原子内部。（2）实验表明，实验表明，微观粒子微观粒子的运动的运动不能不能用通常用通常的宏观物体的运动规律进行描述。的宏观物体的运动规律进行描述。第21页，共24页，编辑于2022年，星期日2.量子论的诞生、发展和量子力学量子论的诞生、发展和量子力学（1）诞生：诞生：19001900年，德国物理学家年，德国物理学家普朗克提出量子假说普朗克提出量子假说，宣告量子论诞生。宣告量子论诞生。（2）发展：发展：爱因斯坦利爱因斯坦利用量子理论成功解释了光电效应；用量子理论成功解释了光电效应；玻尔提玻尔提出了有关原子的量子理论；出了有关原子的量子理论；2020世纪世纪3030年代，年代，量子力学建立量子力学建立。（量子力学：研究。（量子力学：研究微观世界粒子运动规律的科学。）微观世界粒子运动规律的科学。）第22页，共24页，编辑于2022年，星期日3.量子论的重要影响量子论的重要影响（1 1）使人类对微观世界的认识取得重大进步，是使人类对微观世界的认识取得重大进步，是2020世纪世纪最深刻、最有成就最深刻、最有成就的科学理论之一。的科学理论之一。（2 2）量子论与相对论共同构成现代物理学的基础，量子论与相对论共同构成现代物理学的基础，弥补了经典力学在认识宏观世界和微观世界方面的不弥补了经典力学在认识宏观世界和微观世界方面的不足。足。（3 3）改变了人们认识世界的改变了人们认识世界的角度和方式角度和方式。（4）量子力学和狭义相对论结合形成原子核物理学，）量子力学和狭义相对论结合形成原子核物理学，指导指导制造原子弹、氢弹和建立核电站制造原子弹、氢弹和建立核电站。量子力学还为。量子力学还为电电子技术、半导体技术和激光技术等奠定了理论基础。子技术、半导体技术和激光技术等奠定了理论基础。第23页，共24页，编辑于2022年，星期日1.海王星的发现是根据海王星的发现是根据 （）A 哥白尼日心说的推算哥白尼日心说的推算 B 牛顿理论的推测牛顿理论的推测 C 法拉第演说计算法拉第演说计算 D 爱因斯坦对时间、空间属性的揭示爱因斯坦对时间、空间属性的揭示2.现代自然科学和现代技术革命的基础是现代自然科学和现代技术革命的基础是 （）A 牛顿力学牛顿力学 B 相对论相对论 C 量子假说量子假说 D 量子理论、相对论量子理论、相对论BD第24页，共24页，编辑于2022年，星期日