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关于物理学重大进展第1页，讲稿共54张，创作于星期二【课程标准课程标准】了解经典力学的主要内容，认识其在近代了解经典力学的主要内容，认识其在近代自然科学理论发展中的历史地位。自然科学理论发展中的历史地位。探究：他们分别是什么人？有什么贡献？探究：他们分别是什么人？有什么贡献？第第1111课课 物理学的重大进展物理学的重大进展伽利略伽利略牛顿牛顿爱因斯坦爱因斯坦普朗克普朗克第2页，讲稿共54张，创作于星期二古希腊科学家古希腊科学家亚里士多德亚里士多德物理学的曲折发展物理学的曲折发展“落体的速度与重量成正比落体的速度与重量成正比”“物体从来都是静止的，除非物体从来都是静止的，除非你用力推它才开始运动你用力推它才开始运动”第3页，讲稿共54张，创作于星期二1.1.背景背景 2.2.牛顿的经典力学牛顿的经典力学经典力学经典力学量子论的诞生与发展量子论的诞生与发展相对论的创立相对论的创立物物理理学学的的重重大大进进展展1.1.背景背景 2.2.创立创立 3.3.意义意义1.1.背景背景 2.2.诞生诞生 3.3.发展发展 4.4.意义意义第4页，讲稿共54张，创作于星期二 一经典力学一经典力学1.1.产生背景：产生背景：文艺复兴运动的影响文艺复兴运动的影响;资本主义的发展资本主义的发展伽利略伽利略的贡献及作用的贡献及作用经典力学重要奠基者经典力学重要奠基者2.2.牛顿经典力学牛顿经典力学基础基础:创立创立:意义意义:伽利略伽利略的研究成果的研究成果1687,自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理物体运动三大定律和万有引力定律物体运动三大定律和万有引力定律a.完成了人类对自然界认识史上的完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综第一次理论大综合合,促进了资本主义的两次促进了资本主义的两次科技革命科技革命的出现的出现b.使科学使科学摆摆脱了神学的束脱了神学的束缚缚，成，成为为近代科学形近代科学形成的成的标标志志。三百年前，人类的思想还充斥着迷信和恐惧，水为什么三百年前，人类的思想还充斥着迷信和恐惧，水为什么往低处流？太阳为什么升起落下？这些今天看来简单之极往低处流？太阳为什么升起落下？这些今天看来简单之极的问题，在当时却是根本无法认识和把握的。直到牛顿出的问题，在当时却是根本无法认识和把握的。直到牛顿出现，人类才终于结束了这种状态。现，人类才终于结束了这种状态。大国崛起大国崛起解说词解说词第5页，讲稿共54张，创作于星期二伽利略伽利略（1564156416421642），），伟伟大的意大利物理学家和天文大的意大利物理学家和天文学家，他开创了以实验事实学家，他开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系为根据并具有严密逻辑体系和数学表述形式的近代科学，和数学表述形式的近代科学，被誉为被誉为“近代科学之父近代科学之父”。他。他第一个把望远镜对准天空进行第一个把望远镜对准天空进行观测，出版了观测，出版了星空使者星空使者一一书。书。1632年，他出版了年，他出版了关于关于托勒密和哥白尼两大世界体系托勒密和哥白尼两大世界体系的对话的对话，把哥白尼的学说推，把哥白尼的学说推到了最终胜利的阶段。到了最终胜利的阶段。第6页，讲稿共54张，创作于星期二 公元前公元前4世纪，世纪，亚里士多德亚里士多德创创立了立了“地心说地心说”。亚里士多德认为，。亚里士多德认为，宇宙是一个有限的球体，分为天地两宇宙是一个有限的球体，分为天地两层，层，地球位于宇宙中心地球位于宇宙中心，所以日月，所以日月围绕地球运行，物体总是落向地围绕地球运行，物体总是落向地面。是上帝推动了恒星天层，才面。是上帝推动了恒星天层，才带动了所有的天层。人类居住的带动了所有的天层。人类居住的地球，巍然不动地居于宇宙中心。地球，巍然不动地居于宇宙中心。托勒密：托勒密：古希腊地理学家，天文古希腊地理学家，天文学家，数学家。一生著述甚多，学家，数学家。一生著述甚多，其中，其中，天文学大成天文学大成主要论述主要论述了他所创立的了他所创立的地心说地心说。第7页，讲稿共54张，创作于星期二 哥白尼：哥白尼：曾潜心研究过曾潜心研究过“地心说地心说”，做了许多笔记，做了许多笔记和计算，并开始用仪器观测和计算，并开始用仪器观测天象，头脑里开始孕育新的天象，头脑里开始孕育新的天文体系。天文体系。在在1543年出版的年出版的天体运动论天体运动论中，哥白尼中，哥白尼向人们描述了他的宇宙图景：向人们描述了他的宇宙图景：太阳位于宇宙的中心太阳位于宇宙的中心，有五颗，有五颗当时已知的行星和地球围绕太当时已知的行星和地球围绕太阳旋转。阳旋转。第8页，讲稿共54张，创作于星期二文艺复兴时期波兰科学家哥白尼提文艺复兴时期波兰科学家哥白尼提出出“日心说日心说”，并写成，并写成天体运行论天体运行论，否定亚里士多德的地心说，掀，否定亚里士多德的地心说，掀起天文学的革命，从根本上动摇了起天文学的革命，从根本上动摇了宗教神学的理论基础宗教神学的理论基础。布鲁诺布鲁诺极力宣扬极力宣扬“日心说日心说”，受到教，受到教会的迫害，年月日，宗会的迫害，年月日，宗教裁判所判处布鲁诺火刑，布鲁诺以教裁判所判处布鲁诺火刑，布鲁诺以轻蔑的态度听完判决书后，正义凛然轻蔑的态度听完判决书后，正义凛然地说：地说：“你们对我宣读判词，比我听你们对我宣读判词，比我听判词还要感到恐惧判词还要感到恐惧”。行刑前，刽子。行刑前，刽子手举着火把问布鲁诺手举着火把问布鲁诺：“你的末日已经来临，还有什么要说的吗？你的末日已经来临，还有什么要说的吗？”布鲁诺满怀信心布鲁诺满怀信心庄严地宣布：庄严地宣布：“黑暗即将过去，黎明即将来临，真理终将战黑暗即将过去，黎明即将来临，真理终将战胜邪恶胜邪恶！”他最后高呼：他最后高呼：“火，不能征服我，未来的世界会了火，不能征服我，未来的世界会了解我，会知道我的价值解我，会知道我的价值。”岁的布鲁诺在熊熊烈火中英岁的布鲁诺在熊熊烈火中英勇就义。他死后，教会甚至害怕人们抢走这位伟大思想家勇就义。他死后，教会甚至害怕人们抢走这位伟大思想家的骨灰来纪念他，匆匆忙忙把他的骨灰连同泥土一起抛撒的骨灰来纪念他，匆匆忙忙把他的骨灰连同泥土一起抛撒在台伯河中。在台伯河中。第9页，讲稿共54张，创作于星期二16101610年，伽利略用望远镜发现有年，伽利略用望远镜发现有4 4颗卫星围绕着木星转。这一发颗卫星围绕着木星转。这一发现震动了整个欧洲和全球科学现震动了整个欧洲和全球科学界。界。伽利略是第一位利用望远镜观伽利略是第一位利用望远镜观察天体的人。目前人类发现的察天体的人。目前人类发现的1616颗木星卫星中，有颗叫颗木星卫星中，有颗叫“伽伽利略卫星利略卫星”。木木星星和和它它的的伽伽利利略略卫卫星星 第10页，讲稿共54张，创作于星期二 他又发现太阳上有黑子，月球上有他又发现太阳上有黑子，月球上有山脉，为哥白尼的地球绕着太阳公转的山脉，为哥白尼的地球绕着太阳公转的“日心说日心说”找到了有力证据。宗教法庭找到了有力证据。宗教法庭把他软禁在家，不准外出。年多后，把他软禁在家，不准外出。年多后，伽伽利略临死前仍不屈服，坚定地说：伽伽利略临死前仍不屈服，坚定地说：“地球确实在围着太阳转！地球确实在围着太阳转！”他的努力他的努力没有白费，越来越多的人开始探索星空没有白费，越来越多的人开始探索星空和科学！和科学！人们争相传颂：人们争相传颂：“哥伦布哥伦布发现了新大陆，伽利略发现了新宇发现了新大陆，伽利略发现了新宇宙宙”。第11页，讲稿共54张，创作于星期二科学的真理不应在古科学的真理不应在古代圣人的蒙着灰尘的书代圣人的蒙着灰尘的书上去找，而应该在实验上去找，而应该在实验中和以实验为基础的理中和以实验为基础的理论中去找。论中去找。伽利略伽利略“近代科学之父近代科学之父”伽俐略伽俐略 第12页，讲稿共54张，创作于星期二伽利略对亚里士多德力学观的否定伽利略对亚里士多德力学观的否定亚里士多德的力学观：必须有力作用在物体上，亚里士多德的力学观：必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就会静止。物体才能运动，没有力的作用，物体就会静止。如：如：“推箱子推箱子”的例子的例子 伽利略通过观察、实验和推理，得出结论：如伽利略通过观察、实验和推理，得出结论：如果运动物体不受阻碍，它将速度保持不变地果运动物体不受阻碍，它将速度保持不变地持续持续运动运动下去。下去。第13页，讲稿共54张，创作于星期二1590年，年，伽俐略伽俐略在斜塔的在斜塔的顶层做自由落体运动实验，顶层做自由落体运动实验，让两个重量相差让两个重量相差10倍的铁倍的铁球，同时从塔顶落下，结球，同时从塔顶落下，结果两球同时着地，因而，果两球同时着地，因而，雄辩地一举推翻了束缚人雄辩地一举推翻了束缚人们近们近2000年的希腊学者年的希腊学者亚里亚里士多德士多德关于重量不同的物体，关于重量不同的物体，其下落的速度也不相同的其下落的速度也不相同的“物体下落速度与重量成正比物体下落速度与重量成正比”的理论。的理论。伽俐略开创了实伽俐略开创了实验物理的新时代，验物理的新时代，为经典力为经典力学的创立奠定基础学的创立奠定基础。第14页，讲稿共54张，创作于星期二牛顿牛顿出生于英国的林肯郡，出生于英国的林肯郡，1665年毕业于著名的剑桥年毕业于著名的剑桥大学三一学院，获得大学三一学院，获得学士学士学位。三年后又获得学位。三年后又获得文学文学硕士学位。牛顿曾经长期担硕士学位。牛顿曾经长期担任英国皇家学会会长，他还任英国皇家学会会长，他还担任过英国议会担任过英国议会议员议员，授予，授予爵士爵士称号。称号。1727年，他病年，他病逝，被安葬于威斯敏斯特逝，被安葬于威斯敏斯特教堂，这是一种极高的荣教堂，这是一种极高的荣誉。誉。牛顿（牛顿（1642164217271727）第15页，讲稿共54张，创作于星期二 牛顿是生活在地球上的影响最大的科学家之一。生于伽利略逝世牛顿是生活在地球上的影响最大的科学家之一。生于伽利略逝世的那一天。的那一天。牛顿少年时代即表现出手工制作精巧机械的才能。虽然他是个牛顿少年时代即表现出手工制作精巧机械的才能。虽然他是个聪明伶俐的孩子，但并未引起他的老师们的注意。聪明伶俐的孩子，但并未引起他的老师们的注意。他在学校的成绩他在学校的成绩不好，他体弱多病，性格腼腆。学习成绩是班上倒数几名，还经不好，他体弱多病，性格腼腆。学习成绩是班上倒数几名，还经常受顽皮学生的欺侮。常受顽皮学生的欺侮。直到有一次跟同学打架。据说那个男孩在直到有一次跟同学打架。据说那个男孩在牛顿的肚于上踹了一脚，于是牛顿把他狠狠地揍了一顿，并把他的牛顿的肚于上踹了一脚，于是牛顿把他狠狠地揍了一顿，并把他的鼻于摁在教堂的墙上蹭来蹭去。从此之后，牛顿便开始在班里崭露鼻于摁在教堂的墙上蹭来蹭去。从此之后，牛顿便开始在班里崭露头角，尤其在制作模型上表现出心灵手巧头角，尤其在制作模型上表现出心灵手巧 。成年时，母亲令其退学，因为希望儿子成为一名出色的农夫。成年时，母亲令其退学，因为希望儿子成为一名出色的农夫。十十分幸运的是他的主要天赋不满足于他在农业方面发挥。分幸运的是他的主要天赋不满足于他在农业方面发挥。他被证明不他被证明不是一个好农夫，干活漫不经心，而且脾气急躁。于是他又被送回学是一个好农夫，干活漫不经心，而且脾气急躁。于是他又被送回学校，校，18岁那年他进入了剑桥大学，极快地通晓了当时已知的自然岁那年他进入了剑桥大学，极快地通晓了当时已知的自然与数学知识，之后转入个人的专门研究。与数学知识，之后转入个人的专门研究。第16页，讲稿共54张，创作于星期二这就是牛顿在这就是牛顿在剑桥的苹果树剑桥的苹果树牛顿家里的苹牛顿家里的苹果树果树第17页，讲稿共54张，创作于星期二牛顿所处时代牛顿所处时代（17世纪中叶至世纪中叶至18世纪初）世纪初）的的时代特征时代特征经济上：资本主义发展到手工工场时期经济上：资本主义发展到手工工场时期政治上：资本主义制度在英国确立政治上：资本主义制度在英国确立思想上：启蒙运动逐渐兴起和发展思想上：启蒙运动逐渐兴起和发展科技上：伽利略及前人研究的科技成果科技上：伽利略及前人研究的科技成果牛顿为什么会赢得掌声不断、鲜花无数？牛顿为什么会赢得掌声不断、鲜花无数？第18页，讲稿共54张，创作于星期二牛顿有哪些重要贡献？牛顿有哪些重要贡献？其中最重要的是什么？其中最重要的是什么？数学数学：二项式定理，微积分二项式定理，微积分光学光学：发现太阳光的光谱，微粒说发现太阳光的光谱，微粒说天文学天文学：发明反射式望远镜等发明反射式望远镜等力学力学：自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理物体运动三大定律；万有引力定律物体运动三大定律；万有引力定律 形成经典力学体系形成经典力学体系第19页，讲稿共54张，创作于星期二牛顿力学的奠基作：牛顿力学的奠基作：自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理特征特征注重实验注重实验数学化数学化第20页，讲稿共54张，创作于星期二第一件，第一件，用牛顿力学算出地用牛顿力学算出地球的形状象只桔子。球的形状象只桔子。古希腊的古希腊的亚里士多德认为地球是个正球体，亚里士多德认为地球是个正球体，两千年来人们对此深信不疑。牛两千年来人们对此深信不疑。牛顿却根据他的力学，说顿却根据他的力学，说地球是个地球是个扁球体，象只大桔子扁球体，象只大桔子。此言一出，。此言一出，学界哗然。地球那么大，牛顿学界哗然。地球那么大，牛顿又从不出远门，他凭什么说地又从不出远门，他凭什么说地球有点扁？可是法国科学家经球有点扁？可是法国科学家经过三次实地测量，终于证实了过三次实地测量，终于证实了牛顿的看法。牛顿的看法。用力学能算出地用力学能算出地球的形状，真是个奇迹。球的形状，真是个奇迹。历史上证实牛顿历史上证实牛顿力学的三件事力学的三件事第21页，讲稿共54张，创作于星期二第二件，第二件，用牛顿力学算出了哈雷彗星回归周期用牛顿力学算出了哈雷彗星回归周期长期以长期以来到，人们一直认为彗星是神秘的，根本不能用科学来说明。来到，人们一直认为彗星是神秘的，根本不能用科学来说明。牛顿说，既然彗星也是天体，就必然遵循力学规律。他的好友牛顿说，既然彗星也是天体，就必然遵循力学规律。他的好友哈雷用牛顿力学算出了哈雷用牛顿力学算出了16821682年出现的彗星的轨道，指出它的回年出现的彗星的轨道，指出它的回归周期是归周期是75757676年，由此预言它将在年，由此预言它将在17581758年再次出现。哈雷年再次出现。哈雷17051705年发表这个预言，当时他已年发表这个预言，当时他已4949岁，却要预言岁，却要预言5353年以后的年以后的事，岂非耸人听闻？可是事，岂非耸人听闻？可是17581758年这颗彗星果然如期出现，并年这颗彗星果然如期出现，并被命名为哈雷彗星。被命名为哈雷彗星。第22页，讲稿共54张，创作于星期二 1781 1781年天王星被发年天王星被发现，科学家用牛顿力现，科学家用牛顿力学计算它的轨道，可学计算它的轨道，可是计算结果总是同观是计算结果总是同观测纪录不大相符。经测纪录不大相符。经反复核算，观测无误。反复核算，观测无误。那问题是否出现在牛那问题是否出现在牛顿力学上面？顿力学上面？科学家大胆猜想计算结果之所以不理想，科学家大胆猜想计算结果之所以不理想，是因为太阳系中还有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。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。他们用牛顿力学算出了这颗未知行星的位置和质量。18481848年年9 9月月2323日，柏林天文台台长用望远镜对准那个位置，一下日，柏林天文台台长用望远镜对准那个位置，一下子就看到了一颗新的行星子就看到了一颗新的行星海王星海王星。第三件：第三件：用牛顿力学算出了一颗未用牛顿力学算出了一颗未知行星的位置知行星的位置第23页，讲稿共54张，创作于星期二 “我不知道世人我不知道世人对对我是我是怎怎样样看法，但是在我看看法，但是在我看来来，我不我不过过象一象一个个在海在海滨滨玩玩耍耍的孩子，的孩子，为时为时而而发现发现一一块块比平常光滑的石子或美比平常光滑的石子或美丽丽的的贝贝壳壳而感到高而感到高兴兴；但那；但那浩瀚的浩瀚的真真理之海洋，却理之海洋，却还还在我的面前末曾在我的面前末曾发现发现呢？呢？”我所以有我所以有这样这样的成就，是因的成就，是因为为我站在巨人的肩膀我站在巨人的肩膀上的上的缘缘故。故。牛牛顿临终遗顿临终遗言言思考：思考：“光滑的石子和美丽的贝壳光滑的石子和美丽的贝壳”指什么指什么？牛顿遗言给了我们怎样的感悟？牛顿遗言给了我们怎样的感悟？第24页，讲稿共54张，创作于星期二1727年年3月月20日，日，伟大的牛顿逝世，他伟大的牛顿逝世，他被埋葬在威斯敏斯特被埋葬在威斯敏斯特教堂，在他的墓碑上教堂，在他的墓碑上镌刻着：镌刻着：让人们欢呼这样让人们欢呼这样一位多么伟大的人类一位多么伟大的人类荣耀曾经在世界上存荣耀曾经在世界上存在！在！第25页，讲稿共54张，创作于星期二二、相对论的创立二、相对论的创立经典力学无法解释一些新问题经典力学无法解释一些新问题20世纪初，世纪初，爱因斯坦爱因斯坦狭义相对论，广义相对论狭义相对论，广义相对论1.1.创立背景：创立背景：2.2.创立：创立：3.3.意义：意义：是物理学领域的一次是物理学领域的一次重大革命重大革命否定了否定了经典力学的绝对时空观经典力学的绝对时空观发展了发展了牛顿力学牛顿力学推动推动物理学发展到一个新高度物理学发展到一个新高度19世纪末，面对经典物理学近乎世纪末，面对经典物理学近乎完美的发展，有的物理学家表示：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，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今后物理学家只是修饰和完美这座大厦厦”。此观点对吗？。此观点对吗？第26页，讲稿共54张，创作于星期二1879年生于年生于德国德国，是，是举世闻名的举世闻名的德裔美国科学家，德裔美国科学家，现代物理学的开现代物理学的开创者和奠基人创者和奠基人。爱因斯坦。爱因斯坦1900年毕年毕业于苏黎士工业大学，后在大学任教，业于苏黎士工业大学，后在大学任教，1914年任皇家物理研究所所长兼柏年任皇家物理研究所所长兼柏林大学教授。林大学教授。1921年获年获诺贝尔物理诺贝尔物理学奖学奖。1933年受希特勒迫害离开德国移年受希特勒迫害离开德国移居美国居美国,爱因斯坦在物理学的许多爱因斯坦在物理学的许多领域都有贡献，比如建立狭义相对领域都有贡献，比如建立狭义相对论并推广为广义相对论、提出光的论并推广为广义相对论、提出光的量子概念，并以量子理论解释光电量子概念，并以量子理论解释光电效应、辐射过程、固体比热等。效应、辐射过程、固体比热等。爱因斯坦爱因斯坦（1879-1955）第27页，讲稿共54张，创作于星期二狭义相对论发表狭义相对论发表100周年，周年，也许全世界只有几十个人能完全理解他的真谛，也许全世界只有几十个人能完全理解他的真谛，但这并不能掩盖相对论对人类生活的巨大改变，但这并不能掩盖相对论对人类生活的巨大改变，这样的改变还将继续下去。这样的改变还将继续下去。笑话：笑话：有一次卓别林和爱因斯坦共同出席一次宴会有一次卓别林和爱因斯坦共同出席一次宴会都受到了热闹的欢迎，卓别林说：大家欢迎我是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解我，大家欢迎你是因为他们都因为他们都能理解我，大家欢迎你是因为他们都不理解你不理解你第28页，讲稿共54张，创作于星期二19051905年，年，爱因斯坦爱因斯坦2626岁岁，接连写下，接连写下4 4篇改变整个篇改变整个2020世纪物世纪物理学面貌的论文：理学面貌的论文：1.光的量子说（解释光电效应）光的量子说（解释光电效应）2.布朗运动（证明分子的存在）布朗运动（证明分子的存在）3.狭义相对论狭义相对论（修正了牛顿力学）（修正了牛顿力学）4.质能互换律（质能互换律（E=mc2）19161916年，年，爱因斯坦发表了广义相对论基础，最具创见也是爱因斯坦发表了广义相对论基础，最具创见也是最伟大的贡献：最伟大的贡献：5.广义相对论广义相对论（取代了牛顿的万有引力理论）（取代了牛顿的万有引力理论）19051905 神奇的一年神奇的一年第29页，讲稿共54张，创作于星期二 爱因斯坦爱因斯坦19051905年提出的相对论，后来称作狭义相对论，年提出的相对论，后来称作狭义相对论，以光速永不改变、相对性原则来推论，得到以光速永不改变、相对性原则来推论，得到“时间时间”会因速会因速度快慢而改变度快慢而改变的结论。的结论。相对论的例子：相对论的例子：一卷录音带，一卷录音带，如果在地面上播放需要一个小时；如果在地面上播放需要一个小时；在快速飞行的宇宙飞船里播放，在快速飞行的宇宙飞船里播放，宇宙飞船里的人测定也是一个小宇宙飞船里的人测定也是一个小时。但是由地面上的人员，来测时。但是由地面上的人员，来测定在宇宙飞船中播放的时间呢？定在宇宙飞船中播放的时间呢？根据牛顿的理论，因为时间是绝根据牛顿的理论，因为时间是绝对的，所以也是一小时；但是爱对的，所以也是一小时；但是爱因斯坦的理论则认为应该是一个因斯坦的理论则认为应该是一个多小时，因为时间是相对的，在多小时，因为时间是相对的，在不同速度下测量时间，长度是不不同速度下测量时间，长度是不一样的。一样的。什么是狭义相对论？什么是狭义相对论？第30页，讲稿共54张，创作于星期二什么是广义相对论？什么是广义相对论？广义相对论是新的万有引力概念广义相对论是新的万有引力概念广义相对论的重要结论是，广义相对论的重要结论是，加速运动与引力场的加速运动与引力场的运动是等价的运动是等价的，要区别是由惯性力或者引力所产生的，要区别是由惯性力或者引力所产生的运动是不可能的。运动是不可能的。对此，爱因斯坦作了一个比喻。假想有一个人乘对此，爱因斯坦作了一个比喻。假想有一个人乘摩天楼的电梯自由降落，人不会感到自己在下降，因摩天楼的电梯自由降落，人不会感到自己在下降，因为这时电梯和人都依照重力加速度定律在下降，彷佛为这时电梯和人都依照重力加速度定律在下降，彷佛在电梯里不存在地球引力。在电梯里不存在地球引力。第31页，讲稿共54张，创作于星期二相对论和经典力学有何关系？相对论和经典力学有何关系？1.相对论否定了经典力学的相对论否定了经典力学的绝对时空观绝对时空观；2.相对论相对论发展发展了牛顿力学，牛顿力学是相对论了牛顿力学，牛顿力学是相对论力学在低速状态下的一个力学在低速状态下的一个特例特例；3.牛顿力学是整个力学的牛顿力学是整个力学的基础基础，牛顿所创造，牛顿所创造的概念，至今仍指导着人们的物理学思想。的概念，至今仍指导着人们的物理学思想。第32页，讲稿共54张，创作于星期二很抱歉推翻了您的理论很抱歉推翻了您的理论 爱因斯坦曾说道：爱因斯坦曾说道：“牛顿先牛顿先生，生，很抱歉推翻了您的理论很抱歉推翻了您的理论，不，不过您的成就是您那个时代一个人过您的成就是您那个时代一个人的智力和创造力所能达到的巅峰。的智力和创造力所能达到的巅峰。但是，当我们对宇宙万物有了更但是，当我们对宇宙万物有了更深入的了解以后，这些观念将会深入的了解以后，这些观念将会被一些更抽象的新观念所取代。被一些更抽象的新观念所取代。”也许将来某一天，会有一位也许将来某一天，会有一位少不更事的科学家说道：少不更事的科学家说道：“爱爱因斯坦先生，因斯坦先生，很抱歉推翻了您的很抱歉推翻了您的理论理论，不过您的成就是您那个时，不过您的成就是您那个时代一个人的智力和创造力所能达代一个人的智力和创造力所能达到的巅峰到的巅峰”第33页，讲稿共54张，创作于星期二由于相对论的观点与人们的日常经验不太一致，由于相对论的观点与人们的日常经验不太一致，甚至有着尖锐的冲突，相对论从一开始就受到包括甚至有着尖锐的冲突，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。一些科学家在内的很多人的反对。1921年爱因斯坦获得了诺贝尔奖年爱因斯坦获得了诺贝尔奖，当时不少德，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，国的诺贝尔奖获得者威胁说，如果给相对论授奖，他们就要他们就要退回已获得的奖章退回已获得的奖章，结果评选委员会只好，结果评选委员会只好让爱因斯坦作为让爱因斯坦作为光电效应理论光电效应理论的建立者得奖，的建立者得奖，相对论始终没有获得诺贝尔奖相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但相对论在物理学上却非常合理且为实验所证实。理且为实验所证实。第34页，讲稿共54张，创作于星期二爱因斯坦根据相对论的爱因斯坦根据相对论的观点提出观点提出质能转换理论质能转换理论后，曾致信美国总统罗后，曾致信美国总统罗斯福，建议美国研制斯福，建议美国研制原原子弹子弹，以便在二战中尽快，以便在二战中尽快战胜法西斯国家。战胜法西斯国家。1945年年8月，美国先后在日本的月，美国先后在日本的广岛、长畸投下两颗原子广岛、长畸投下两颗原子弹，加速了日本法西斯的弹，加速了日本法西斯的投降，但对无辜平民的伤投降，但对无辜平民的伤害也同样令全世界震惊。害也同样令全世界震惊。第35页，讲稿共54张，创作于星期二 当原子弹真的从潘多拉魔盒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。最大错误就是建议研制原子弹。他痛心地说，他痛心地说，“早知如此，我宁早知如此，我宁可当个修表匠！可当个修表匠！”爱因斯坦就核爱因斯坦就核武器问题的懊悔，代表了人类良武器问题的懊悔，代表了人类良知的高度，是人类良心发出的最知的高度，是人类良心发出的最强音。听爱因斯坦的自责之声，强音。听爱因斯坦的自责之声，我们明白人类良知之宝贵我们明白人类良知之宝贵.第36页，讲稿共54张，创作于星期二 关于爱因斯坦的小故事多得不胜枚举，关于爱因斯坦的小故事多得不胜枚举，无论是真是假，人们对一位伟大物理学家无论是真是假，人们对一位伟大物理学家的崇拜是不会改变的。的崇拜是不会改变的。信不信由你：爱因斯坦小故事信不信由你：爱因斯坦小故事用手推车推孩子散步，竟会由于用手推车推孩子散步，竟会由于专心思考问题，而一不小心把孩子推到水沟里；专心思考问题，而一不小心把孩子推到水沟里；陪太太看电影时，却在电影院里用手电筒看书；陪太太看电影时，却在电影院里用手电筒看书；1952年，以色列共和国请爱因斯坦去担任总统，因为爱年，以色列共和国请爱因斯坦去担任总统，因为爱因斯坦是犹太人心目中的精神领袖，然而他没有接受，觉得因斯坦是犹太人心目中的精神领袖，然而他没有接受，觉得自己的个性并不适合处理行政。自己的个性并不适合处理行政。他穿的袜子左右脚常不同颜色；他穿的袜子左右脚常不同颜色；第37页，讲稿共54张，创作于星期二 然而就是这样一位光彩夺目的人物，爱因斯坦年幼时也然而就是这样一位光彩夺目的人物，爱因斯坦年幼时也未未显出智力超群显出智力超群，相反，到了四岁多还不会说话，家里人甚至担，相反，到了四岁多还不会说话，家里人甚至担心他是个低能儿。在整个中小学时代却常常被斥为心他是个低能儿。在整个中小学时代却常常被斥为“生性孤僻、生性孤僻、智力迟钝智力迟钝”，“心不在焉，想入非非心不在焉，想入非非”。中学毕业前夕，校方。中学毕业前夕，校方甚至断言他未来将甚至断言他未来将“一事无成一事无成”，勒令他退了学勒令他退了学。进入大学。进入大学后，他擅自后，他擅自“刷掉了刷掉了”很多课程，只以很多课程，只以“极大的兴趣极大的兴趣”去听某去听某些课和在家里自学。曾被数学教授称为些课和在家里自学。曾被数学教授称为“懒狗懒狗”，曾因做实验，曾因做实验出事故受到处分，还曾被物理教授认为不适宜学物理而应当改出事故受到处分，还曾被物理教授认为不适宜学物理而应当改行。行。他认为：他认为：“学校的目的始终应当是：青年人在离开学校时，学校的目的始终应当是：青年人在离开学校时，是作为一个和谐的人，而不是作为一个专家。是作为一个和谐的人，而不是作为一个专家。”第38页，讲稿共54张，创作于星期二 为纪念爱因斯坦对物理学的贡献，联合国教科文组织为纪念爱因斯坦对物理学的贡献，联合国教科文组织特选定相对论发表特选定相对论发表100周年暨爱因斯坦逝世周年暨爱因斯坦逝世50周年的周年的05年为年为世界物理年世界物理年，许多国家更将，许多国家更将2005年定为年定为爱因斯坦年爱因斯坦年。并透过展示物理在经济技术文化等方面的重要作用，争并透过展示物理在经济技术文化等方面的重要作用，争取公众对物理学的理解与支持，期使物理学能在取公众对物理学的理解与支持，期使物理学能在21世纪世纪得到全新的发展。得到全新的发展。寻找本世纪爱因斯坦，再创科学奇迹寻找本世纪爱因斯坦，再创科学奇迹 第39页，讲稿共54张，创作于星期二红色红色代表过去代表过去蓝色蓝色代表未来代表未来黄绿黄绿表连结过表连结过 去到未来去到未来20052005世界物理年世界物理年对物理学家而言，这个标对物理学家而言，这个标识象征的是光锥；对一般大众识象征的是光锥；对一般大众而言常被看成是沙漏，象征着而言常被看成是沙漏，象征着爱因斯坦在时间相对性上渊博爱因斯坦在时间相对性上渊博的见解及洞察力。的见解及洞察力。第40页，讲稿共54张，创作于星期二成功的秘诀 一个爱说废话而不爱用功的青年，整天缠着大一个爱说废话而不爱用功的青年，整天缠着大科学家爱因斯坦，要他公开成功的秘诀。爱因斯科学家爱因斯坦，要他公开成功的秘诀。爱因斯坦厌烦了，便写了一坦厌烦了，便写了一个公式给他：个公式给他：Axyz爱因斯坦解释道：爱因斯坦解释道：“A代表成功，代表成功，x代表艰苦代表艰苦的劳动，的劳动，y代表正确的方法代表正确的方法”“z代表什么代表什么？”青年迫不及待地问。青年迫不及待地问。“代表少说废话。代表少说废话。”爱因斯坦说爱因斯坦说第41页，讲稿共54张，创作于星期二1955年年4月月18日因主动脉瘤破裂逝世于普林斯顿。遵照他的日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。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：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。他的主治医生贺维博士认为如此伟大的大脑，应该进行研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，并切成究，所以他便把爱因斯坦的大脑保留了下来，并切成200片片带走。但至今没有结论。带走。但至今没有结论。第42页，讲稿共54张，创作于星期二19C末末-20C初初,人们对物质的认识深入到原子内部人们对物质的认识深入到原子内部微观的微观的粒子运动粒子运动不能用经典力学来解释不能用经典力学来解释爱因斯坦利用量子论成功解释了光电效应爱因斯坦利用量子论成功解释了光电效应丹麦玻尔提出有关原子的量子理论丹麦玻尔提出有关原子的量子理论三、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.意义：意义：使人类对微观世界的基本认识取得革命性进步使人类对微观世界的基本认识取得革命性进步与相对论一起与相对论一起,构成现代物理学的基础构成现代物理学的基础1900,德国物理学家德国物理学家普朗克普朗克第43页，讲稿共54张，创作于星期二加热到不同温度的物体发出不同颜色的光加热到不同温度的物体发出不同颜色的光 科学家们为了总结热辐射规律，推导出两个公式。科学家们为了总结热辐射规律，推导出两个公式。但这两个公式的计算结果总是与实验结果不相符合。但这两个公式的计算结果总是与实验结果不相符合。1900年，为了解决热辐射理论上的疑点，德国物理学年，为了解决热辐射理论上的疑点，德国物理学家普朗克提出了家普朗克提出了量子假说量子假说：辐射像物质一样，是由具有：辐射像物质一样，是由具有能量的基本单位量子来实现的。能量的基本单位量子来实现的。第44页，讲稿共54张，创作于星期二 普朗克普朗克生于德国基尔。生于德国基尔。1879年在慕尼黑大学获得年在慕尼黑大学获得博士学位后，先后在慕尼博士学位后，先后在慕尼黑大学和基尔大学任教。黑大学和基尔大学任教。由于量子论创立，普朗克由于量子论创立，普朗克获得获得1918年诺贝尔物理学年诺贝尔物理学奖奖。普朗克是德国人所具普朗克是德国人所具有的最好品质的范例：诚有的最好品质的范例：诚恳，忠于职守，他的业余恳，忠于职守，他的业余爱好是音乐，在这方面表爱好是音乐，在这方面表现了专业艺术才干；另一现了专业艺术才干；另一项业余爱好是他一直坚持项业余爱好是他一直坚持到晚年的登山运动。到晚年的登山运动。普朗克普朗克（18581947）第45页，讲稿共54张，创作于星期二19世纪经典物理学达到巅峰状态，在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乎完人们心目中，经典物理学已经达到近乎完美的程度。这时，年轻的普朗克和他的老美的程度。这时，年轻的普朗克和他的老师发生了一段对话：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献给物理理论学！给物理理论学！”老师：老师：“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成了的学科，不会再有多大的发展，把一生都了的学科，不会再有多大的发展，把一生都献给这门学科，太可惜了。献给这门学科，太可惜了。”对对话话第46页，讲稿共54张，创作于星期二量子论和相对论是现代物理学的两量子论和相对论是现代物理学的两大支柱，量子论的形成标志着人类对于大支柱，量子论的形成标志着人类对于客观规律的认识，开始从客观规律的认识，开始从宏观世界宏观世界深入深入到到微观世界微观世界。量子力学和狭义相对论结合形成量子力学和狭义相对论结合形成原原子核物理学子核物理学，指导制造原子弹、氢弹和建，指导制造原子弹、氢弹和建立核电站。量子力学还为立核电站。量子力学还为电子技术、半导电子技术、半导体技术、晶体技术和激光技术体技术、晶体技术和激光技术等奠定了等奠定了理论基础。理论基础。第47页，讲稿共54张，创作于星期二伽利略（奠基）伽利略（奠基）牛顿（建立）牛顿（建立）经经典典力力学学相对论相对论爱因斯坦爱因斯坦量子论量子论普朗克等普朗克等第48页，讲稿共54张，创作于星期二思考总结思考总结物理学的发展给了我们什么样的启物理学的发展给了我们什么样的启示？示？敢于质疑，敢于质疑，勇于创新，勇于创新，实践出真知实践出真知.第49页，讲稿共54张，创作于星期二 如果说如果说文艺复兴文艺复兴把神从人的精神领域驱把神从人的精神领域驱逐出去，那么逐出去，那么_把神从天文学领域驱逐出去把神从天文学领域驱逐出去_把神从无生命的领域驱逐出去把神从无生命的领域驱逐出去_把神从有生命的领域驱逐出去把神从有生命的领域驱逐出去哥白尼哥白尼牛顿牛顿达尔文达尔文第50页，讲稿共54张，创作于星期二1 1、1717世纪是人类在自然科学领域取得重大突破的时期，世纪是人类在自然科学领域取得重大突破的时期，其原因不包括其原因不包括A A、资本主义经济发展的要求、资本主义经济发展的要求B B、科学家的艰苦努力、科学家的艰苦努力C C、理性主义的确立、理性主义的确立D D、工业资本主义的推动、工业资本主义的推动第51页，讲稿共54张，创作于星期二2 2、（、（20082008年江苏高考）一位科学家的墓碑上镌刻