自然科学发展简史精品文稿.ppt
《自然科学发展简史精品文稿.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《自然科学发展简史精品文稿.ppt(32页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、自然科学发展简史第1页,本讲稿共32页一、一、一、一、2020世纪初的物理学革命世纪初的物理学革命世纪初的物理学革命世纪初的物理学革命0.19000.1900年英国物理家凯尔文勋爵对物理学的展望和年英国物理家凯尔文勋爵对物理学的展望和年英国物理家凯尔文勋爵对物理学的展望和年英国物理家凯尔文勋爵对物理学的展望和新世纪物理学的新发展,新世纪物理学的新发展,新世纪物理学的新发展,新世纪物理学的新发展,电子、电子、电子、电子、X X射线、放射性等的射线、放射性等的射线、放射性等的射线、放射性等的发现所带来的冲击与兴奋。发现所带来的冲击与兴奋。发现所带来的冲击与兴奋。发现所带来的冲击与兴奋。1.1.“电
2、子电子电子电子”一词,最早使用在一词,最早使用在一词,最早使用在一词,最早使用在18911891年,年,年,年,是英国科学家是英国科学家是英国科学家是英国科学家斯托内在斯托内在斯托内在斯托内在他的研究成果中提出的。电子是人类发现的他的研究成果中提出的。电子是人类发现的他的研究成果中提出的。电子是人类发现的他的研究成果中提出的。电子是人类发现的第一代第一代第一代第一代基本粒子。基本粒子。基本粒子。基本粒子。2.18762.1876年,德国物理学家年,德国物理学家年,德国物理学家年,德国物理学家戈德斯坦戈德斯坦戈德斯坦戈德斯坦提出,玻璃管提出,玻璃管提出,玻璃管提出,玻璃管壁上的辉光是由阴极产生的
3、某种射线所引起的,他壁上的辉光是由阴极产生的某种射线所引起的,他壁上的辉光是由阴极产生的某种射线所引起的,他壁上的辉光是由阴极产生的某种射线所引起的,他把这种射线命名为把这种射线命名为把这种射线命名为把这种射线命名为阴极射线阴极射线阴极射线阴极射线。第2页,本讲稿共32页 3.203.20世纪的热电子发射、世纪的热电子发射、光电效应光电效应的实验,进一的实验,进一步证明了任何原子都包含着步证明了任何原子都包含着电子的结论。电子的结论。4.4.德国人伦琴德国人伦琴致力于研究阴极射线所引起的荧光致力于研究阴极射线所引起的荧光现象。现象。18951895年,他发现了高真空管放电时能产生年,他发现了高
4、真空管放电时能产生X X射射线的现象。线的现象。它的穿透性使人们看到了许多过去没有见它的穿透性使人们看到了许多过去没有见过的新东西。过的新东西。5.18965.1896年,法国科学家贝克勒尔在一种铀盐中发现年,法国科学家贝克勒尔在一种铀盐中发现了铀元素的了铀元素的天然放射性天然放射性。它能使不透光的底片暴光。它能使不透光的底片暴光。第3页,本讲稿共32页6.著名的法国科学家皮埃尔著名的法国科学家皮埃尔 居里和他的居里和他的妻子玛丽居里,经过多年的研究和实验,发现了钍、钋、镭的放射性放射性。7.7.电子、电子、X射线和放射性现象,这三大发射线和放射性现象,这三大发现是现是1919世纪末物理学的重
5、要成就。在此基础世纪末物理学的重要成就。在此基础上,上,2020世纪初产生了世纪初产生了原子物理学。原子物理学。第4页,本讲稿共32页8.英国物理学家汤姆生,在证实了电子的英国物理学家汤姆生,在证实了电子的存在以后,于存在以后,于1904年,提出了他关于年,提出了他关于原子原子结构的结构的“面包夹葡萄干面包夹葡萄干”的原子模型。的原子模型。9.英国人卢瑟福在英国人卢瑟福在1911年经过实验,得年经过实验,得出结论:原子中有一个非常非常小的核,它出结论:原子中有一个非常非常小的核,它集中了原子集中了原子99.99%的质量。他提出了原子的质量。他提出了原子有核模型有核模型-行星行星模型。模型。第5
6、页,本讲稿共32页10.爱因斯坦一生最重要的贡献就是相对论。他在1905年发表的年发表的论动体的电动力学一文中首先创立了狭义相对论。第一,对于一切惯性系,一切自然定律都同样对于一切惯性系,一切自然定律都同样适用,适用,-相对性原理。第二,对于任何惯性系,自由空间中的光速都对于任何惯性系,自由空间中的光速都是相同的,是相同的,-光速不变原理。光速不变原理。一系列结论:P232-233P232-233第6页,本讲稿共32页普朗克的量子理论普朗克的量子理论物体在发射和吸收辐射时,能量不是连续变化的,而是以一定数值的整数倍跳跃式地变化;能量也是由一份份能量也是由一份份“能量原子能量原子”构成。构成。普
7、朗克常数h“能量子”e=hv第7页,本讲稿共32页光电效应光电效应 P237P23719世纪80年代,赫兹等科学家发现,当光照射到金属上会使金属表面有电子逸出,这就是光电效应。1.入射光的强度越大,它从金属表面打出的电入射光的强度越大,它从金属表面打出的电子越多;子越多;2.被光辐射打出的电子的运动速度与入射光的频率成正比,与光的强度无关;3.如果光的频率小于某一截止频率,无论光的强度多大,照射时间多长,都不会产生光电效应。第8页,本讲稿共32页物质波和波粒二象性物质波和波粒二象性法国物理学家德布罗意提出了实物粒子也具有波动性-物质波物质波的概念;1927年,美国科学家戴维逊证实了电子衍射-电
8、子也是波;电子也是波;入入=h/pv=E/hP是动量,E是能量,“入”是波长第9页,本讲稿共32页海森堡在海森堡在海森堡在海森堡在1927年,推出了测不准原理和公式年,推出了测不准原理和公式年,推出了测不准原理和公式年,推出了测不准原理和公式薛定谔和海森堡所给出的量子力学的数学方程,以令人满意的逻辑方式把不表现相对论效应所有现象都概括在内。由于由于薛定谔、海森堡、波恩、狄拉克以及泡利等人的努力,量子力学在的努力,量子力学在19世纪3030年代初已经形成完整的体系。20世纪的物理革命,在时间、空间、运动、质量、能量、连续与非连续、必然与偶然、物质结构等一般的关系上都提出了许多崭新的见解。第10页
9、,本讲稿共32页19世纪末和20世纪初,物理学发展中的另一个重大的突破是量子论的产生和在此基础上建立起来的量子力学。人们把能够全部吸收辐射而无任何发射或透射的物体叫“理想黑体”。第11页,本讲稿共32页如何从如何从“曼哈顿工程曼哈顿工程”去理解爱因斯坦去理解爱因斯坦“科学是一把双刃剑科学是一把双刃剑”的伟大意义。的伟大意义。P P247247 要点:要点:美美国国政政府府为为了了研研究究和和制制造造原原子子弹弹,实实施施了了代代号号为为“曼曼哈哈顿工程顿工程”的计划。的计划。原原子子弹弹给给人人类类带带来来了了不不幸幸;虽虽然然它它是是2020世世纪纪以以来来核核物物理学的重要成果的应用。理学
10、的重要成果的应用。爱爱因因斯斯坦坦“科科学学是是一一把把双双刃刃剑剑”的的观观点点,是是对对科科学学的滥用和恶用的有力批判。的滥用和恶用的有力批判。第12页,本讲稿共32页第第13章章现代自然科学的新进展现代自然科学的新进展粒子世界的新发现 现代物理学的两大理论基石,是现代物理学的两大理论基石,是量子力学和相对论。它们引起了物理学的重大变革。1930年1932年间,发明了能够获得高速粒年间,发明了能够获得高速粒子的回旋加速器、静电加速器和高压倍加器,子的回旋加速器、静电加速器和高压倍加器,为为核物理研究核物理研究提供了强有力的工具。第13页,本讲稿共32页美国的费米和德国的哈恩发现了人工核裂变
11、反应,铀裂变时又放出中子,形成链式反应,发出大量能量,由此开始了原子能的利用。“宇宙射线”是天然的“实验室”P252P252第一,正电子的发现第二,正负电子对与光子的相互转化第二,正负电子对与光子的相互转化第三,介子的发现,日本的汤川秀树第三,介子的发现,日本的汤川秀树费米的中微子费米的中微子第14页,本讲稿共32页基本粒子基本粒子第一代基本粒子:光子、轻子、重子、正负电第一代基本粒子:光子、轻子、重子、正负电子等,到子等,到19471947年,约有14种。第二代基本粒子:反中子、反质子等,到1960年,约有年,约有30种。种。第三代基本粒子:是一批寿命极短的共振态的粒子。19641964年,
12、美国物理学家盖尔曼提出年,美国物理学家盖尔曼提出“夸克夸克”的的新概念。新概念。第15页,本讲稿共32页凝聚态物理固体物理学凝聚态物理固体物理学 凝聚态物理的新进展首先是与超高压、高真空、超凝聚态物理的新进展首先是与超高压、高真空、超高温、超低温、强磁场等特殊条件的获得有关。高温、超低温、强磁场等特殊条件的获得有关。超导现象;超导现象;钕铁硼强磁铁;钕铁硼强磁铁;半导体材料和晶体管的发明;半导体材料和晶体管的发明;大陆板块和漂移学说;大陆板块和漂移学说;大陆漂移说在被冷落了大陆漂移说在被冷落了40-5040-50年后,又重新被人们所重视。而板块学说指明了地球形年后,又重新被人们所重视。而板块学
13、说指明了地球形成和发展的基本面貌,使大陆漂移学说以新的形式出现。成和发展的基本面貌,使大陆漂移学说以新的形式出现。太阳,地球等天体的形成和演变。太阳,地球等天体的形成和演变。第16页,本讲稿共32页宇宙探测器和宇宙飞船对科学研究的贡献宇宙探测器和宇宙飞船对科学研究的贡献1959年前苏联发射第一颗月球探测器;年前苏联发射第一颗月球探测器;太阳的热核反应和核聚变;美国天文学家哈勃和哈勃望远镜;宇宙大爆炸学说P262P262 19311931年年19321932年,人们第一次接收到宇宙射电的信年,人们第一次接收到宇宙射电的信号,并在号,并在19361936年研制成功射电望远镜,打开了观测年研制成功射
14、电望远镜,打开了观测宇宙的又一个窗口。宇宙的又一个窗口。第17页,本讲稿共32页量子力学建立以后,人们开始用量子力学的原量子力学建立以后,人们开始用量子力学的原量子力学建立以后,人们开始用量子力学的原量子力学建立以后,人们开始用量子力学的原理来研究分子的微观结构,由此而产生了一门新的理来研究分子的微观结构,由此而产生了一门新的理来研究分子的微观结构,由此而产生了一门新的理来研究分子的微观结构,由此而产生了一门新的学科学科学科学科-量子化学量子化学量子化学量子化学。2020世纪世纪世纪世纪3030年代年代年代年代,人们把量子力学的原理推广到,人们把量子力学的原理推广到,人们把量子力学的原理推广到
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 自然科学 发展 简史 精品 文稿
限制150内