物理学的长足进展

物理学的长足进展第1页，共24页，2023年，2月20日，星期六一、经典力学1.16BC.末17ＢＣ.初物理学发展的历史条件

（1）新兴的资产阶级在经济上和政治上对自然科学的迫切需求。（2）文艺复兴、地理大发现和宗教改革的推动。（3）自然科学自身发展的需要。（4）科学家勇于的探索精神。

第2页，共24页，2023年，2月20日，星期六2.奠基——伽利略的贡献伽利略（1564—1642），伟大的意大利物理学家和天文学家，他开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系和数学表述形式的近代科学，被誉为“近代科学之父”。他第一个把望远镜对准天空进行观测，出版了《星空使者》一书。1632年，他出版了《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》，把哥白尼的学说推到了最终胜利的阶段。第3页，共24页，2023年，2月20日，星期六

1609年，伽利略创制了天文望远镜。他观测到月球表面凹凸不平，并绘制了第一幅月面图。伽利略的折射式望远镜伽利略的手稿人们争相传颂：“哥伦布发现了新大陆，伽利略发现了新宇宙”。第4页，共24页，2023年，2月20日，星期六（1）创立科学的研究方法：实验和观察。（2）物理学：实验证明力与运动状态的关系，发现自由落体定律等。（3）天文学：自制望远镜观察天体并取得大量成果的第一人，证明了哥白尼“日心说”的正确性。贡献第5页，共24页，2023年，2月20日，星期六

牛顿出生于英国的林肯郡，1665年毕业于著名的剑桥大学三一学院，获得学士学位。三年后又获得文学硕士学位。牛顿曾经长期担任英国皇家学会会长，他还担任过英国议会议员，授予爵士称号。1727年，他病逝，被安葬于威斯敏斯特教堂，这是一种极高的荣誉。牛顿（1642—1727）3.创立——牛顿力学体系第6页，共24页，2023年，2月20日，星期六1687年《自然哲学的数学原理》出版（1）建立标志：（2）内容：（3）特点：物体机械运动三大定律、万有引力定律等注重实验数学化惯性定律加速度的比例定律作用和反作用定律贡献第7页，共24页，2023年，2月20日，星期六1、在光学方面，牛顿发现了日光是由不同的颜色即不同波长的光构成的，奠定了光谱分析的基础，制作了牛顿色盘。他在1704年出版了《光学》一书，创立了光的“微粒说”。2、在热学方面也有研究成果，确定了冷却定律3、在数学方面，他与莱布尼兹几乎同时创立了微积分学，同时，他还在前人研究基础上，建立了二项式定理。4、在天文学领域，他在1671年创制了反射望远镜，初步考察了行星的运动规律；他还解释了潮汐现象，并预言地球不是正球体，并由此说明了岁差现象。牛顿的其他贡献第8页，共24页，2023年，2月20日，星期六①牛顿理论的科学性和预见性。１９世纪，应用牛顿力学原理发现了海王星和冥王星。②标志着近代科学的形成。它是近代自然科学理论体系中最先成熟和完善的核心理论体系。③促进了资本主义工业文明的发展。推动了资本主义两次科技革命的出现。（4）意义：（５）历史局限：经典力学体系建立在日常生活中的低速运动的物质之上。在此理论中，时间和空间被视为与物质运动无关而独立存在是绝对的，即存在着绝对的静止和绝对的时间。这种绝对的时空观符合人们的日常经验，但在宏观的宇宙世界和微观的粒子世界面前，就显得不太够用了。１９世纪，物理学出现的一系列新发现无法用经典力学来解释。这就是所谓的“物理学危机”。第9页，共24页，2023年，2月20日，星期六二、相对论的创立1.相对论提出的历史背景（1）过去的物理学以牛顿理论为基础，认为时间和空间是绝对的，两者是没有任何直接联系的。（2）19世纪随着科学的飞速发展，科学家发现高速运动的微观粒子发生的现象，经典力学无法解释。第10页，共24页，2023年，2月20日，星期六2.相对论的提出及主要内容

爱因斯坦（1879-1955）提出了相对论，发展了牛顿力学。第11页，共24页，2023年，2月20日，星期六

艾伯特·爱因斯坦（1879—1955），1879年3月14日诞生在德国乌尔姆的一个犹太人家中。1894年举家迁居意大利米兰。1900年毕业于瑞士苏黎世工业大学。爱因斯坦被认为是最富于创造力的科学家，他不但创立了相对论，还提出了光量子的概念，得出了光电效应的基本定律，并揭示了光的波粒二重性本质，为量子力学的建立奠定了基础。为此荣获1921年度的诺贝尔物理学奖。同时，他还证明了热的分子运动论，提出了测定分子大小的新方法。第12页，共24页，2023年，2月20日，星期六作为科学家的爱因斯坦，他是窥见上帝秘密的人；作为思想家的爱因斯坦，他是窥见人间秘密的人。

第13页，共24页，2023年，2月20日，星期六有高度社会责任感的人，通常是具有良心的智识者。让我们轻轻地伸出我们的手，抚摸一下爱因斯坦的滚烫的良心：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。听爱因斯坦的自责之声，我们明白人类良知之宝贵

请记住爱因斯坦的话吧：“没有能独立思考和独立判断的有创造性的个人，社会的向上发展是不可想象的。”第14页，共24页，2023年，2月20日，星期六和牛顿一样，爱因斯坦年幼时也未显出智力超群，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。而且，就是这样一位光彩夺目的人物，在整个中小学时代却常常被斥为“生性孤僻、智力迟钝”，“不守纪律、心不在焉。想入非”。中学毕业前夕，校方甚至断言他未来将“一事无成”，勒令他退了学。16岁那年，他以同等学历报考大学，尽管物理。数学成绩很好，但由于需要死记硬背的科目考砸了锅，只得名落孙山。第二年进入大学后，他仍然不愿意强迫自己去适应那种被动的、刻板的、纯粹按部就班的学习生活，他擅自“刷掉了”很多课程，只以“极大的兴趣”去听某些课和在家里自学。第15页，共24页，2023年，2月20日，星期六在四年大学生活中，他仍然不是“好学生”：曾被数学教授称为“懒狗”，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行。大学毕业时几位同窗好友都留校当了助教，他却因得不到教授们的赏识而遭到了“毕业即失业”的命运。这种种亲身经历，使爱因斯坦对教育的总体印象一直不佳。正因为如此，成名后的爱因斯坦通过自身的体验和长期的观察，形成了一种与众不同的教育观点。

“知识是死的；而学校却要为活人服务。”这是爱因斯坦对于学校教育的基本看法。他反对把学校仅仅看做是传授知识的工具，更反对把学生“当作死的工具来对待”。他认为：“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。”

第16页，共24页，2023年，2月20日，星期六在２０世纪思想家的画廊中，爱因斯坦，就是公正、善良、真理的化身。他的品格与天地日月相争辉，他的科学贡献，人类将万世景仰。

第17页，共24页，2023年，2月20日，星期六1955年4月18日因主动脉瘤破裂逝世于普林斯顿。遵照他的遗嘱，不发讣造，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葬礼：

我们全都获益不浅，全世界都感谢他的教诲；那专属他个人的东西，早已传遍广大人群。他像行将陨灭的彗星，光华四射，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，应该进行研究，所以他便把爱因斯坦的大脑保留了下来，并切成200片带走。但至今没有结论。

第18页，共24页，2023年，2月20日，星期六狭义相对论广义相对论相对论打破经典力学的绝对时空观进一步深化对时间空间和引力现象的认识主要内容主要内容主要内容：第19页，共24页，2023年，2月20日，星期六3.相对论提出的历史意义（1）相对论的提出是物理学领域的一次重大革命。（2）否定了经典力学绝对时空观，发展了牛顿力学。（3）推动物理学发展到了新的高度。第20页，共24页，2023年，2月20日，星期六三、量子论的诞生与发展1.量子论诞生的历史背景（1）19c末20c初，电子和放射性的发现使人们对物质的认识深入到原子内部。（2）实验表明，微观粒子的运动不能用通常的宏观物体的运动规律进行描述。第21页，共24页，2023年，2月20日，星期六2.量子论的诞生、发展和量子力学（1）诞生：

1900年，德国物理学家普朗克提出量子假说，宣告量子论诞生。（2）发展：①爱因斯坦利用量子理论成功解释了光电效应；②玻尔提出了有关原子的量子理论；③20世纪30年代，量子力学建立。（量子力学：研究微观世界粒子运动规律的科学。）第22页，共24页，2023年，2月20日，星期六3.量子论的重要影响（1）使人类对微观世界的认识取得重大进步，是20世纪最深刻、最有成就的科学理论之一。（2）量子论与相对论共同构成现代物理学的基础，弥补了经典力学在认识宏观世界和微观世界方面的不足。（3）改变了人们认识世界的角度和方式。（4）量子力学和狭义相对论结合形成原子核物理学，指导制造原子弹、氢弹和建立核电站。量子力学还为电子技术、半导体技术和激光技术等奠定了理论基础。第23页，共24页，2023年，2月20日，星期六1.海王星的发现是根据（）A