现代科学革命教学课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,现代科学革命教学,*,第,25,课现代科学革命,课标：,知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义。,重点：,相对论、量子论的主要内容,现代科学革命教学,经典物理学的危机,一、经典物理学的危机,1,、,1719C,，经典力学发展完善,第,25,课 现代科学革命,现代科学革命教学,牛顿经典力学的实证,第,25,课 现代科学革命,第一件，用牛顿力学算出地球的形状是梨形的。亚里士多德认为地球是个正球体，牛顿却根据他的力学说地球是个扁球体，法国科学家经过三次实地测量证实了牛顿的看法。,现代科学革命教学,牛顿经典力学的实证,第,25,课 现代科学革命,第二件，用牛顿力学算出了哈雷彗星的回归周期。牛顿的好友哈雷用牛顿力学算出了,1682,年出现的彗星的轨道，指出它的回归周期是,7576,年，由此预言它将在,1758,年再次出现。,1758,年这颗彗星果然如期出现，并被命名为哈雷彗星。,现代科学革命教学,牛顿经典力学的实证,第,25,课 现代科学革命,第三件，用牛顿力学算出了一颗未知行星的位置。,1781,年天王星被发现，科学家用牛顿力学计算出的轨道与观测纪录不大相符。在计算的基础上，人们在,1846,年用牛顿力学发现了海王星，并进而在此基础上又于,1930,年发现冥王星。,现代科学革命教学,经典物理学的危机,一、经典物理学的危机,1,、,1719C,，经典力学发展完善,2,、,19C,末，经典物理学陷入危机,第,25,课 现代科学革命,现代科学革命教学,经典物理学的危机,第,25,课 现代科学革命,第一朵乌云：“以太”说的破灭,水波的传播要有水做媒介，声波的传播要有空气做媒介，它们离开了介质都不能传播。太阳光穿过真空传到地球上，几十亿光年以外的星系发出的光，也穿过宇宙空间传到地球上。光波为什么能在真空中传播？它的传播介质是什么？物理学家给光找了个,传播介质,“,以太”,（,Ether,）,。,他们假定整个宇宙空间都充满了“以太”，“以太”是一种由非常小的弹性球组成的稀薄的、感觉不到的媒介。,“以太”是,光、电、磁的共同载体,的概念为人们所普遍接受，形成了一门“以太学”,。,现代科学革命教学,经典物理学的危机,第,25,课 现代科学革命,地球以每秒,30,公里的速度绕太阳运动，就必须会遇到每秒,30,公里的,“以太风”,迎面吹来，同时，它也必须对光的传播产生影响。这个问题的产生，引起人们去探讨“以太风”存在与否。,1887,年，实验结果证明，不论地球运动的方向同光的射向一致或相反，测出的光速都相同，在地球同设想的“以太”之间没有相对运动。因而，根本找不到“以太”或“绝对静止的空间”。,M,是光源，,A,与,B,是反射镜，,让光线在,MA,，,MB,方向往返运动。,迈克尔逊,莫雷实验,现代科学革命教学,爱因斯坦与相对论,二、爱因斯坦与相对论,1,、提出,1905,年提出匀速运动体系的狭义相对论,1916,年提出加速运动体系的广义相对论,第,25,课 现代科学革命,现代科学革命教学,1905,神奇的一年,第,25,课 现代科学革命,1905,神奇的一年,1905,年，,爱因斯坦,26,岁，接连写下,4,篇改变整个,20,世纪物理学面貌的论文：,1,、光的量子说（解释光电效应）,2,、布朗运动（证明分子的存在）,3,、狭义相对论,（修正了牛顿力学）,4,、质能互换律（,E=mc,2,）,1916,年，,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：,5,、广义相对论,（取代了牛顿的万有引力理论）,现代科学革命教学,爱因斯坦与相对论,二、爱因斯坦与相对论,1,、提出,1905,年提出匀速运动体系的狭义相对论,1916,年提出加速运动体系的广义相对论,2,、内容,相对性原理,光速不变原理,第,25,课 现代科学革命,现代科学革命教学,如何理解相对性和光速不变原理,第,25,课 现代科学革命,如何理解相对性和光速不变原理,相对性原理：时间、运动、质量不是绝对的，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是不变的。,现代科学革命教学,相对论,第,25,课 现代科学革命,现代科学革命教学,霍金的警告,第,25,课 现代科学革命,现代科学革命教学,爱因斯坦与相对论,二、爱因斯坦与相对论,1,、提出,1905,年提出匀速运动体系的狭义相对论,1916,年提出加速运动体系的广义相对论,2,、内容,相对性原理,光速不变原理,3,、意义,解决了危机、创立了全新的物理学、扩展了领域,打破了经典物理学绝对化的思维模式,第,25,课 现代科学革命,现代科学革命教学,普朗克与量子论,第,25,课 现代科学革命,1875,年时，普朗克在慕尼黑大学学物理，物理,老师曾劝他不要学纯理论，因为物理学“是一,门高度发展的、几乎是臻善臻美的科学”，,现在这门科学“看来很接近于采取最稳定的,形式。也许，在某个角落里还有一粒尘屑或一,个小气泡，对它们可以去进行研究和分类，但,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,何学在数百年中所已具有的那样完美的,程度。”,三、普朗克与量子论,现代科学革命教学,普朗克与量子论,三、普朗克与量子论,1,、内容,辐射是由具有能量的基本单位量子来实现的,第,25,课 现代科学革命,现代科学革命教学,量子论,第,25,课 现代科学革命,任何物体都具有不断辐射、吸收、发射电磁波的本领。辐射出去的电磁波在各个波段是不同的，也就是具有一定的,谱分布,。这种谱分布,与物体本身的特性及其温度有关,，因而被称之为热辐射。,现代科学革命教学,芝诺悖论,第,25,课 现代科学革命,芝诺悖论,阿基里斯（,荷马史诗,中的善跑英雄）永远也无法超过在他前面慢慢爬行的乌龟。因为他必须首先到达乌龟的出发点，而当他到达那一点时，乌龟已向前爬到了一个新位置；当他到达乌龟的新位置时，乌龟又向前爬了,这样，乌龟必定总是跑在前头，阿基里斯只能离乌龟越来越近,却永远追不上乌龟。,现代科学革命教学,普朗克与量子论,三、普朗克与量子论,1,、内容,辐射是由具有能量的基本单位量子来实现的,2,、发展,爱因斯坦,光的量子理论,玻尔,原子的量子理论,量子力学,的建立,3,、意义,使人类对微观世界的基本认识有了,革命性的进步,带来技术创新，推动生产力发展，改变物质生活,第,25,课 现代科学革命,现代科学革命教学,现代物理学兴起的意义,四、现代物理学兴起的意义,第,25,课 现代科学革命,现代科学革命教学,思考,第,25,课 现代科学革命,D,B,B,1,、,（,2009,上海春季）,法国数学家和天文学家拉普拉斯曾经这样说过：“不会产生两个牛顿，因为要发现的世界只有一个。”牛顿所发现的“世界”是指,A.,微积分,B.,反射望远镜,C.,光的色散原理,D.,三大运动定律,2,、,（,2007,广东单科）,20,世纪初，物理学本身发生了一场革命性的变化。下列选项中推动这一变化的是,A.,电的发明和利用,B.,量子论的提出和发展,C.,经典力学的发展,D.,原子能在军事上的应用,3,、,（,2007,海南单科）,20,世纪初，爱因斯坦相对论的提出是物理学的一场变革。它,A.,否定了经典力学体系,B.,打破了绝对时空观,C.,彻底解决了,19,世纪以来物理学面临的危机,D.,标志着对物质世界的认识开始进入微观粒子世界,现代科学革命教学,