现代科学革命教学课件优秀PPT.ppt

《现代科学革命教学课件优秀PPT.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《现代科学革命教学课件优秀PPT.ppt（20页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、n经典物理学的危机一、经典物理学的危机一、经典物理学的危机 1 1、1719C1719C，经典力学发展完善，经典力学发展完善第第2525课课 现代科学革命现代科学革命n牛顿经典力学的实证第第2525课课 现代科学革命现代科学革命第第一一件件，用用牛牛顿顿力力学学算算出出地地球球的的形形态态是是梨梨形形的的。亚亚里里士士多多德德认认为为地地球球是是个个正正球球体体，牛牛顿顿却却依依据据他他的的力力学学说说地地球球是是个个扁扁球球体体，法法国国科科学学家家经经过过三三次次实实地地测测量量证证明明白白牛牛顿顿的看法。的看法。n牛顿经典力学的实证第第2525课课 现代科学革命现代科学革命其其次次件件，

2、用用牛牛顿顿力力学学算算出出了了哈哈雷雷彗彗星星的的回回来来周周期期。牛牛顿顿的的好好友友哈哈雷雷用用牛牛顿顿力力学学算算出出了了16821682年年出出现现的的彗彗星星的的轨轨道道，指指出出它它的的回回来来周周期期是是75767576年年，由由此此预预言言它它将将在在17581758年年再再次次出出现现。17581758年这颗彗星果真如期出现，并被命名为哈雷彗星。年这颗彗星果真如期出现，并被命名为哈雷彗星。n牛顿经典力学的实证第第2525课课 现代科学革命现代科学革命第第三三件件，用用牛牛顿顿力力学学算算出出了了一一颗颗未未知知行行星星的的位位置置。17811781年年天天王王星星被被发发觉

3、觉，科科学学家家用用牛牛顿顿力力学学计计算算出出的的轨轨道道与与观观测测纪纪录录不不大大相相符符。在在计计算算的的基基础础上上，人人们们在在18461846年年用用牛牛顿顿力力学学发发觉觉了了海海王王星，并进而在此基础上又于星，并进而在此基础上又于19301930年发觉冥王星。年发觉冥王星。n经典物理学的危机一、经典物理学的危机一、经典物理学的危机 1 1、1719C1719C，经典力学发展完善，经典力学发展完善 2 2、19C19C末，经典物理学陷入危机末，经典物理学陷入危机第第2525课课 现代科学革命现代科学革命n经典物理学的危机第第2525课课 现代科学革命现代科学革命第一朵乌云：第一

4、朵乌云：“以太以太”说的破灭说的破灭水水波波的的传传播播要要有有水水做做媒媒介介，声声波波的的传传播播要要有有空空气气做做媒媒介介，它它们们离离开开了了介介质质都都不不能能传传播播。太太阳阳光光穿穿过过真真空空传传到到地地球球上上，几几十十亿亿光光年年以以外外的的星星系系发发出出的的光光，也也穿穿过过宇宇宙宙空空间间传传到到地地球球上上。光光波波为为什什么么能能在在真真空空中中传传播播？它它的的传传播播介介质质是是什什么么？物物理理学学家家给给光找了个传播介质光找了个传播介质“以太以太”（EtherEther）。）。他他们们假假定定整整个个宇宇宙宙空空间间都都充充溢溢了了“以以太太”，“以以太

5、太”是是一一种种由由特特别别小小的的弹弹性性球球组组成成的的淡淡薄薄的的、感感觉觉不不到到的的媒媒介介。“以以太太”是是光光、电电、磁磁的的共共同同载载体体的的概概念念为为人人们们所所普普遍遍接接受受，形形成成了了一一门门“以太学以太学”。n经典物理学的危机第第2525课课 现代科学革命现代科学革命地地球球以以每每秒秒3030公公里里的的速速度度绕绕太太阳阳运运动动，就就必必需需会会遇遇到到每每秒秒3030公公里里的的“以以太太风风”迎迎面面吹吹来来，同同时时，它它也也必必需需对对光光的的传传播播产产生生影影响响。这这个个问问题题的的产产生生，引引起起人人们们去去探探讨讨“以太风以太风”存在与

6、否。存在与否。18871887年年，试试验验结结果果证证明明，不不论论地地球球运运动动的的方方向向同同光光的的射射向向一一样样或或相相反反，测测出出的的光光速速都都相相同同，在在地地球球同同设设想想的的“以以太太”之之间间没没有有相相对对运运动动。因因而而，根根本本找找不不到到“以以太太”或或“确定静止的空间确定静止的空间”。M是光源，A与B是反射镜，让光线在MA，MB方向来回运动。迈克尔逊莫雷试验n爱因斯坦与相对论二、爱因斯坦与相对论二、爱因斯坦与相对论 1 1、提出、提出 1905 1905年提出匀速运动体系的狭义相对论年提出匀速运动体系的狭义相对论 1916 1916年提出加速运动体系的

7、广义相对论年提出加速运动体系的广义相对论第第2525课课 现代科学革命现代科学革命n1905奇妙的一年第第2525课课 现代科学革命现代科学革命19051905奇妙的一年奇妙的一年19051905年，爱因斯坦年，爱因斯坦2626岁，接岁，接连写下连写下4 4篇变更整个篇变更整个2020世纪物世纪物理学面貌的论文：理学面貌的论文：1 1、光的量子说（说明光电效、光的量子说（说明光电效应）应）2 2、布朗运动（证明分子的存、布朗运动（证明分子的存在）在）3 3、狭义相对论（修正了牛顿、狭义相对论（修正了牛顿力学）力学）4 4、质能互换律（、质能互换律（E=mc2E=mc2）19161916年，爱因

8、斯坦发表了广年，爱因斯坦发表了广义相对论基础，最具创见也义相对论基础，最具创见也是最宏大的贡献：是最宏大的贡献：5 5、广义相对论（取代了牛顿、广义相对论（取代了牛顿的万有引力理论）的万有引力理论）n爱因斯坦与相对论二、爱因斯坦与相对论二、爱因斯坦与相对论 1 1、提出、提出 1905 1905年提出匀速运动体系的狭义相对论年提出匀速运动体系的狭义相对论 1916 1916年提出加速运动体系的广义相对论年提出加速运动体系的广义相对论 2 2、内容、内容 相对性原理相对性原理 光速不变原理光速不变原理第第2525课课 现代科学革命现代科学革命n如何理解相对性和光速不变原理第第2525课课 现代科

9、学革命现代科学革命如何理解相对性和光速不变原理如何理解相对性和光速不变原理相对性原理：时间、运动、质量不是确定的，相对性原理：时间、运动、质量不是确定的，而是相对的。较典型的现象是运动的物体长度而是相对的。较典型的现象是运动的物体长度变短（尺缩效应）、运动的钟比静止的钟走得变短（尺缩效应）、运动的钟比静止的钟走得慢（钟慢效应）、运动的物体重量变大。慢（钟慢效应）、运动的物体重量变大。光速不变原理：光的传播速度在任何条件下都光速不变原理：光的传播速度在任何条件下都是不变的。是不变的。n相对论第第2525课课 现代科学革命现代科学革命n霍金的警告第第2525课课 现代科学革命现代科学革命n爱因斯坦

10、与相对论二、爱因斯坦与相对论二、爱因斯坦与相对论 1 1、提出、提出 1905 1905年提出匀速运动体系的狭义相对论年提出匀速运动体系的狭义相对论 1916 1916年提出加速运动体系的广义相对论年提出加速运动体系的广义相对论 2 2、内容、内容 相对性原理相对性原理 光速不变原理光速不变原理 3 3、意义、意义 解决了危机、创立了全新的物理学、扩展了领域解决了危机、创立了全新的物理学、扩展了领域 打破了经典物理学确定化的思维模式打破了经典物理学确定化的思维模式第第2525课课 现代科学革命现代科学革命n普朗克与量子论第第2525课课 现代科学革命现代科学革命18751875年时，普朗克在慕

11、尼黑高校学物理，物理年时，普朗克在慕尼黑高校学物理，物理老师曾劝他不要学纯理论，因为物理学老师曾劝他不要学纯理论，因为物理学“是一是一门高度发展的、几乎是臻善臻美的科学门高度发展的、几乎是臻善臻美的科学”，现在这门科学现在这门科学“看来很接近于实行最稳定的看来很接近于实行最稳定的形式。或许，在某个角落里还有一粒尘屑或一形式。或许，在某个角落里还有一粒尘屑或一个小气泡，对它们可以去进行探讨和分类，但个小气泡，对它们可以去进行探讨和分类，但是，作为一个完整的体系，那是建立得足够牢是，作为一个完整的体系，那是建立得足够牢固的。而理论物理学正在明显地接近于几固的。而理论物理学正在明显地接近于几何学在数

12、百年中所已具有的那样完备的何学在数百年中所已具有的那样完备的程度。程度。”三、普朗克与量子论三、普朗克与量子论n普朗克与量子论三、普朗克与量子论三、普朗克与量子论 1 1、内容、内容 辐射是由具有能量的基本单位量子来实现的辐射是由具有能量的基本单位量子来实现的第第2525课课 现代科学革命现代科学革命n量子论第第2525课课 现代科学革命现代科学革命任任何何物物体体都都具具有有不不断断辐辐射射、吸吸取取、放放射射电电磁磁波波的的本本事事。辐辐射射出出去去的的电电磁磁波波在在各各个个波波段段是是不不同同的的，也也就就是是具具有有确确定定的的谱谱分分布布。这这种种谱谱分分布布与与物物体体本本身身的

13、的特特性性及及其温度有关，因而被称之为热辐射。其温度有关，因而被称之为热辐射。n芝诺悖论第第2525课课 现代科学革命现代科学革命芝诺悖论芝诺悖论阿基里斯（荷马史诗中的善跑英雄）恒久阿基里斯（荷马史诗中的善跑英雄）恒久也无法超过在他前面渐渐爬行的乌龟。因为他也无法超过在他前面渐渐爬行的乌龟。因为他必需首先到达乌龟的动身点，而当他到达那一必需首先到达乌龟的动身点，而当他到达那一点时，乌龟已向前爬到了一个新位置；当他到点时，乌龟已向前爬到了一个新位置；当他到达乌龟的新位置时，乌龟又向前爬了达乌龟的新位置时，乌龟又向前爬了这样，这样，乌龟必定总是跑在前头，阿基里斯只能离乌龟乌龟必定总是跑在前头，阿基

14、里斯只能离乌龟越来越近越来越近,却恒久追不上乌龟。却恒久追不上乌龟。n普朗克与量子论三、普朗克与量子论三、普朗克与量子论 1 1、内容、内容 辐射是由具有能量的基本单位量子来实现的辐射是由具有能量的基本单位量子来实现的 2 2、发展、发展 爱因斯坦光的量子理论爱因斯坦光的量子理论 玻尔原子的量子理论玻尔原子的量子理论 量子力学的建立量子力学的建立 3 3、意义、意义 使人类对微观世界的基本相识有了革命性的进步使人类对微观世界的基本相识有了革命性的进步 带来技术创新，推动生产力发展，变更物质生活带来技术创新，推动生产力发展，变更物质生活第第2525课课 现代科学革命现代科学革命n现代物理学兴起的意义四、现代物理学兴起的意义四、现代物理学兴起的意义第第2525课课 现代科学革命现代科学革命