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第25课 现代科学革命,牛顿,爱因斯坦,普朗克,一、经典物理学的危机,1.1719世纪牛顿经典力学日趋完善和成熟。,材料：当德国著名的物理学家普朗克年轻时向他的老师求教，是选择音乐还是物理学作为自己终身的职业时，得到的答复是：“物理学基本是一门已经完成了的科学，因此，对于物理学的研究实际上是不会有多大成果的。”,人们把以牛顿力学为代表的经典物理学看作是绝对权威的理论,2.19世纪末，物理学上出现了新发现，无法用经典物理学来解释。,到19世纪末，经典物理学对宏观和微观两个方面出现的一系列新问题已无法作出解释，经典物理学出现了危机，科学家们把经典物理学的危机形象的比喻为“晴空上漂浮着两朵乌云”，一朵与宏观世界里光的速度有关，一朵与微观世界里的热体辐射有关。,一、经典物理学的危机,二、爱因斯坦与相对论,1.提出：,2.内容：,相对论的两个基本原理：,爱因斯坦 1905年论动体的电动力学,狭义相对论（1905年）和广义相对论（1916年）,相对性原理和光速不变原理。,匀速运动体系,加速运动体系,爱因斯坦认为，时间和空间都是物质存在的形式，随着物质运动速度的变化而变化,爱因斯坦是举世闻名的德裔美国科学家，现代物理学的开创者和奠基人。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效应等。1921年获诺贝尔物理学奖。,三、爱因斯坦与相对论,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。”,三、爱因斯坦与相对论,形象说明了时间和空间相对性。 否定了经典力学的绝对时空观,有一次，群众包围了从德国移居美国的科学家爱因斯坦的住宅，要他用“最简单的话”解释清楚他的“相对论”。当时，据说全世界只有几个高明的科学家看得懂他关于“相对论”的著作。 爱因斯坦走出住宅，对大家说：“比方这么说你同你最亲的人坐在火炉边，一个钟头过去了，你觉得好像只过了5分钟！反过来，你一个人孤孤单单地坐在热气逼人的火炉边，只过了5分钟，但你却像坐了一个小时。唔，这就是相对论！”,三、爱因斯坦与相对论,1921年爱因斯坦获得了诺贝尔奖，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，他们就要退回已获得的奖章，结果评选委员会只好让爱因斯坦作为光电效应理论的建立者得奖，相对论始终没有获得诺贝尔奖。,三、爱因斯坦与相对论,爱因斯坦的相对论对物理学和人的思维有怎样的影响？, 是物理学领域最伟大的革命， 解决了经典物理学的危机，创造了一个全新的物理 学世界，极大地扩展了物理学的应用的领域。 打破了经典物理学绝对化的思维模式， 为人们提供了辩证看待世界的途径。,三、爱因斯坦与相对论,有一次，一个美国记者问爱因斯坦关于他成功的秘决。他回答：“早在1901年，我还是十二岁的青年时，我已经发现了成功的公式。我可以把这公式的秘密告诉你，那就是A=X+Y+Z! A就是成功，X就是努力工作，Y是懂得休息，Z是少说废话！这公式对我有用，我想对许多人也是一样有用。” 爱因斯坦,三、爱因斯坦与相对论,1939年8月2日，爱因斯坦出于对人类命运的极大关注，写信给罗斯福总统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！”爱因斯坦就核武器问题的懊悔，代表了人类良知的高度，是人类良心发出的最强音。,我们能得到什么启发？我们应如何对待科学的发展？,三、爱因斯坦与相对论,1.什么叫量子力学 ？,是描述微观世界结构、运动与变化规律的物理科学。,四、量子理论中的微观世界, 提出：,1900年，普朗克提出了量子假说,为了解决热辐射理论上的疑点, 目的：,2. 量子理论,20世纪最深刻最有成就的科学理论之一，对微观世界认识有了革命性的进步。 对众多学科产生影响 推动生产力的发展，从根本上改变了人类的物质生活。, 影响：,爱因斯坦的光的量子理论,玻尔的原子的量子理论, 发展：,部分否定：,爱因斯坦相对论与牛顿经典力学的关系：,否定了牛顿绝对时空观，提出时间和空间不是绝对不变的，是相对的。,牛顿力学是相对论力学低速状态时的一个特例。,继承发展：,现代科学革命,背景：,内容 （两大支柱）,相对论,量子论,狭义相对论与广义相对论；相对性原理与光速不变原理,意义：,普朗克的量子假说，爱因斯坦的光的量子理论；玻尔的原子,意义：,影响：,历程：,内容：,构成了现代物理学的基础， 改变了人们看世界的角度和方式， 对人类的思维产生了影响。,经典物理学的危机,1、海王星的发现是根据 A、哥白尼日心说的推算 B、牛顿理论的推测 C、法拉第演说计算 D、爱因斯坦对时间、空间属性的揭示,B,课堂练习,2、在20世纪最后一期的时代周刊中，评选出了一位“世纪人物”。时代周刊称他为“天才、政治难民、人道主义者、原子和宇宙迷的开启者”“以最伟大的思想和无与伦比的形象独占鳌头”。这个“世纪人物”应该是： A、牛顿 B、达尔文 C、爱迪生 D、爱因斯坦,D,3、称为物理学领域最伟大革命成就是： A、牛顿力学体系创立 B、爱因斯坦相对论的提出 C、海王星、冥王星的发现 D、普朗克提出量子假说,B,4、经典力学是近代自然科学理论体系中最先成熟和完善起来的核心理论体系，它是以实验为基础、以数学为表达形式的近代物理学体系。该体系不包括： A、惯性定律和加速度定律 B、相对论 C、作用力与反作用力定律 D、万有引力定律,B,5、1945年美国向日本的广岛和长崎投下原子弹，平民伤亡惨重。爱因斯坦认为“人类打开了这个潘多拉魔匣”打开这个“潘多拉魔匣”的钥匙是： A、牛顿经典力学 B、相对论 C、进化论 D、网络信息技术,B,谢谢观看,
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