物理学的重大进展

阅读第四单元导言，回答问题：1、结合时代背景，分析从16世纪开始近代科学技术迅速发展的思想因素有哪些？除此之外还有哪些原因？1、文艺复兴后面向现实世界、重视实践的风气2、地理大发现和宗教改革的促进、资本主义发展的迫切需要2、近代时期哪些学科领域取得了巨大成就？数学、物理学、生物学、化学等3、科学技术的发展是如何推动人类社会的进步的？人类社会历史上的几次工业革命都足以物理学的重大成果为基础的。

牛顿力学、热学的发展导致了18世纪后期的第一次工业革命，使人类进入蒸汽机时代；电磁技术的突破性成就迎来了19世纪晚期的第二次工业革命，人类进入了电气时代。量子理论、相对论使得核物理学取得重大突破，引发了20世纪第三次工业革命，人类进入了信息时代。第11课物理学的重大进展课程标准：了解经典力学的主要内容，认识其在近代自然科学理论发展中的历史地位；知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义。自然和自然界的规律，隐藏在黑暗里。上帝说：“让牛顿去吧！”于是，一切成为光明。

——英国著名诗人亚历山大·波普牛顿安葬之处——威斯敏斯特大教堂

我之所以能比别人看得远些，是因为我站在巨人们的肩上。

我只不过是一个在海滨玩耍的小孩，不时地为比别人找到更光滑、更美丽的卵石和贝壳而高兴。而在我面前的真理的海洋，却完全是个谜。牛顿踩在了哪些巨人的肩膀上？牛顿名言1543年哥白尼发表《天体运行论》，提出太阳中心说，从根本上动摇了宗教神学的理论基础，标志着近代科学革命开始。古希腊科学家亚里士多德“落体的速度与重量成正比”

“必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就会静止。”“如果运动物体不受阻碍，它将速度保持不变地持续运动下去。”伽利略（1564—1642）1590年，伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落地”的著名实验，从此推翻了亚里士多德“物体落下的速度和重量成比例”的学说，纠正了这个持续了1900年之久的错误结论。——伽利略的学生维维安尼(VincenzoViviani，1622—1703)1654年写的《伽利略生平的历史故事》(1717年出版)自由落体定律

伽利略用什么办法推翻亚里士多德的错误学说？观察和实验科学的真理不应在古代圣人的蒙着灰尘的书上去找，而应该在实验中和以实验为基础的理论中去找。

——伽利略伽利略——“近代科学之父”

1609年，伽利略创制了天文望远镜，他是第一位利用望远镜观察天体的人。他观测到月球表面凹凸不平，有高山深谷，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1610年，伽利略用望远镜发现有4颗卫星围绕着木星转。这一发现震动了整个欧洲和全球科学界。木卫一、二、三、四被命名为“伽利略卫星。木星和它的伽利略卫星

“哥伦布发现了新大陆，伽利略发现了新宇宙”借助望远镜，伽利略又发现土星光环、太阳黑子、太阳的自转、金星和水星的盈亏现象、月球的周日和周月天平动以及银河是由无数恒星组成等，这些发现为哥白尼、布鲁诺的观点提供了有力的证据。宗教法庭把他软禁在家，８年后伽利略死前仍坚定地说：“地球确实在围着太阳转！”？

这种科学探究方式对人类产生了什么影响？

改变了人们认识世界的方法，开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学，为经典力学的创立和发展奠定了基础。剑桥大学的牛顿苹果树牛顿的老家、英国林肯郡的沃尔斯索普庄园的苹果树2012年4月“牛顿苹果树”三根枝条抵宁安家南大仙林图书馆旁牛顿的重要贡献：1、在光学方面：发现了日光是由不同波长的光构成的，奠定光谱分析的基础，制作了牛顿色盘，1704年创立光的“微粒说”。2、在热学方面：确定了冷却定律牛顿（1642—1727）牛顿最重要的贡献是什么？为什么？3、在数学方面：与莱布尼兹几乎同时创立了微积分学，同时在前人研究基础上建立了二项式定理。4、在天文学领域：1671年创制了反射望远镜，初步考察了行星的运动规律；还解释了潮汐现象，并预言地球不是正球体。创立产经典支力学粥体系标志城：16抚87年出趁版《自然尺哲学瓣的数抱学原圣理》，提出爱了物息体运这动三肠大定污律和宏万有甘引力扬定律以实气验为撤基础困，以歉数学脉为表险达形遥式经典晴力学薯体系拦的显反著特姻征是蓝什么让？惯性定律加速度的比例定律作用和反作用定律显著鲁特征麻：注隆重实唱验、季数学临化、严掘密逻轮辑对现全象的何一般观察提出假设运用逻辑（包槽括数学）得捆出推论通过实验对推蕉论进斜行检验对假膏说进鲜行修正辞和推支广剑桥矛大学樱牛顿室数学洽桥，似是牛博顿运苍用数脂学和缎力学你原理甲设计仁建造秋的，申整座沃桥上火没有趣使用扣一根休钉子历史仔上牛勾顿力治学证罗实的压三件阅事第一糠件，达用牛碍顿力洞学算痒出地婶球的漠形状您象只招桔子舟。古希月腊的申亚里占士多征德认回为地闪球是暮个正祖球体善，两剂千年辞来人拐们对除此深按信不穴疑。虑牛顿淋却根蠢据他室的力块学，宿说地番球是泉个扁口球体济，象治只大脸桔子站。法叛国科垦学家宰经过害三次亲实地葵测量床，证叨实了吵牛顿活的看叶法。经典贩力学虑有什方么作食用？第二享件，用牛锻顿力馒学算诱出了吵哈雷咸彗星天回归步周期牛顿搏的好丧友哈希雷17获05年用量牛顿劈燕力学疫算出巾了16茧82年出魂现的梢彗星眼的轨朗道，烈指出法它的亭回归馒周期稳是75献—7钩6年，顿由此迁预言沃它将市在53年以厘后的17裕58年再蝇次出君现。17棚58年这荣颗彗粱星果慎然如的期出妻现，峰并被席命名夹为哈仁雷彗晓星。17帖81年天敲王星锡被发挠现，雕科学辅家用业牛顿璃力学械计算该它的赠轨道速，可毕是计拴算结替果总蒸是同寸观测迅纪录睡不大卷相符元。经椅反复暗核算轮，观煤测无蔬误。科学买家大痰胆猜叫想计牢算结前果之窗所以管不理流想，是因畅为没炭有考招虑到饿一颗越未知奇的行摔星对预天王或星的帆引力鸟作用呢，他法们用蓝牛顿绿力学夫算出善了这些颗未秀知行彻星的唱位置远和质划量。18兼48年9月23日，至柏林僚天文乞台台厅长用木望远爆镜对陶准那泼个位宋置，京一下盏子就救看到正了一堂颗新萄的行国星——海王养星。第三隙件：油用牛释顿力银学算称出了失一颗闸未知凯行星门的位昌置①具充有科傍学性秤和预仍见性罢，标据志着坛近代他科学势的形葵成；③推动焰了资洲本主挡义两次象科技蹄革命的出改现，明促进突了资葡本主司义工皆业文挑明的垫发展允。②使棚人类拼获得累了用界理性栗解决警问题泰的自糟信，胃促进攀了启蒙鄙运动的发福展和附思想涌解放魔；经典挠力学缎的诞仗生的冠意义19世纪菌经典纲物理率学在算人们被心目石中，轨已经仙达到棍近乎子完美果的巅察峰状口态。有的流物理唇学家标表示：“19世纪起已经罗将物钉理大纲厦全史部建保成，竟今后甩物理坦学家蒜只是帅修饰胸和完破美这票座大虏厦。孩”普朗茂克：“锤老师索，我售准备调把我遗的一慎生都晕献齿给物溉理理离论学群！”老师：“膝年轻私人，鬼物理滥学是施一门痕已经忽完络成了衫的学景科，把不会额再有谅多大菊的发言展，彩把一叛生都洽献给辞这门隐学科否，太救可惜村了。匪”18遮78年学衡生时拢代的住普朗摇克经典岗力学响体系早是完拉美的悉物理邮学理夜论吗红？经典冰力学赵有哪敲些缺算陷？“物翁理学趣危机召”经典技力学郊体系投建立础在日讯常生仍活中块的低坑速运躺动的区物质数之上捎，时胃间和酬空间跑被视注为与射物质顿运动军无关说而独竿立存奥在是垒绝对都的，吩这种圾绝对背的时扩空观信符合狭人们闭的日厉常经橡验，顷但在球解释裤不了少高速蚂运动隆的微乘观的泄粒子彩世界帆各种雨现象水。阅读技课文折第二垒、三唐两目诉内容吸，回饥答问础题。20世纪其初物阴理学跪最重霸大的逝发展阔表现舟在哪仰些方润面？相对丛论的总提出量子元论的膀诞生毙与发乓展“作益为科每学家杠的爱调因斯石坦，恋他是冷窥见卸上帝勺秘密装的人咬；作律为思虽想家昼的爱合因斯刷坦，些他是咳窥见是人间岭秘密概的人稳。”——杨建址邺《窥见蠢上帝让秘密测的人——爱因馆斯坦炊传》爱因镇斯坦发对20世纪掉物理投学的海发展车作出卡了哪呼些重释大贡布献？提出布相对货论；利用膝量子匆理论编成功简解释筹光电兵效应暴。自然无和自散然界叙的规网律，忌隐藏选在黑盗暗里路。上帝志说：溜“让伪牛顿竹去吧祖！”于是坡，一练切成笼为光誉明。——英国蒸著名鼓诗人尾亚历产山大·波普但不译久，魔鬼说说：燥“让斥爱因街斯坦浙去吧锐！”于是萄一切坟又重悼新回椒到黑作暗中妹。19沈05年，刚刚午博士备毕业受的爱似因斯吉坦26岁，接席连发夏表4篇改饶变整呈个20世纪冶物理搏学面岂貌的建论文毯，其炼中一篇松题为《论动概体的踏电动灵力学》的文锦章，捧提出每了相慎对论盲，引表发了20世纪泼物理助学的毒另一赔场革乔命。19因05年爱呆因斯课坦是饲瑞士竿伯尔赔专利呢局一搬个默均默无岔闻的之小职背员相对播论的省两个申基本秃原理截是相对鱼性原寇理和热光速豆不变辛原理。在相雅对性吐原理音中，雨爱因锐斯坦鼻认为雄时间狗、运且动、糠质量妻不是谜绝对驴的，羡而是疲相对掉的。沾较典摇型的拦现象可是运我动的朝物体匠长度灿变短宿（尺缩凡效应）、骑运动北的钟宪比静午止的立钟走变得慢股（钟慢摘效应）、将运动驼的物朽体重格量变租大。狭义估相对虏论爱因哈斯坦哑（18舌79骂-1驾95裂5）“时功间”茶会因仆速度约快慢帝而改念变。一卷绕录音弄带，店如果汗在地阶面上葱播放耍需要扔一个垂小时璃；在混快速上飞行启的宇怜宙飞篮船里惜播放谊，宇尘宙飞旅船里壤的人危测定崖也是被一个献小时炊。但且是由价地面嘴上的序人员司，来宜测定傍在宇垒宙飞好船中胆播放呀的时拳间呢马？根拉据牛唤顿的亮理论绸也是蜓一小炕时，固因为傻时间慎是绝阁对的恰；但疗是相对思论则纯认为献应该垃是一申个多漂小时饭，因区为时岔间是缩慧相对澡的，计在不棵同速亩度下纤测量勺时间菊，长采度是员不一五样的糟。钟慢驾效应爱因题斯坦阵：“比住方这悼么说——你同瘦美女浩坐在疏火炉剖边谈型情说沟爱，吩一个绕钟头激过去曲了，怨你觉厌得好搜像只预过了5分钟丧！反膏过来野，你虚一个趋人孤贫孤单叮单地煮坐在陷热气通逼人义的火歉炉边丈，只峰过了5分钟缠，但南你却必像坐勉了一熊个小祥时。——唔，笼这就游是相撒对论搁！”形象状地说绪明了袋时间舟和空晶间的贞相对睁性。作为戚相对糕论的斤一个存推论刮，他头提出羞了质能傅相当斗性定零律：物体歼的质谣量(m蓬)与其都所含拆能量(E童)之间柱存在尖着如逝下关污系：(c为光鼠速)它解况释了洁一个叹当时盯困惑哭所有炭物理驱学家漂的现搂象：芳放射扑性元街素(如镭)不断出地释矮放出猜大量傻的能扶量。提出:羊19纪15年广义付相对帝论:广义盒相对燃论认为束，空呜间和顿时间蓬的性柄质不圾仅取添决于督物质叶的运拜动情锤况，袭也取观决于唱物质绪本身塔的分次布状赌态。广义盈相对阁论第犹一次吨阐述筐了四维龟时空缴观。19村21年爱城因斯托坦获神得了纤诺贝各尔奖涨金，寇但奖博来得靠十分炒不易穴。当没时不燃少德遗国的争诺贝佛尔奖监获得斑者威雨胁说轻，如印果给银相对已论授丛奖，剖他们死就要惑退回嚷已获事奖章材，结京果评著委会削找到齐了一染个办秋法，栽让爱谋因斯桃坦作条为光太电效撤应理臂论的松建立艺者而铃得奖朱，相洋对论尺始终陪没有项获得须诺贝步尔奖仓。——吴国烛盛《科学控的历收程》爱因爬斯坦等得诺史贝尔放奖时撕的证菜件照由于深奥成难懂置而且蛇有悖睡于人夺们的团日常筑生活强经验，相且对论吗从一坛开始预就受核到包涝括一稻些科筋学家币在内华的很惯多人既的反稼对。怒但相般对论猛在物票理学泡上却箩非常辽合理封且为价实验省所证斑实。19匀19年英贷国天触文学杏家爱俊丁顿墓的日贯全食估观测泪结果撕证实耐了爱冈因斯欠坦所如作的图光线绩经过绞太阳墙引力恢场会蚁弯曲软的预宽言。师爱因斗斯坦忆由此纯声名茶鹊起姜，相幅对论肃成为某人们两家喻诞户晓求的名膀词。19愿31年1月31日在邮洛杉都矶举汤行《城市付之光》首映蒸式，猜卓别虹林和惠爱因表斯坦辆都受阔到了悄热烈库的欢话迎，雪艺术演之星猜大有胶被科斤学之歉星压栽倒的蛋味道绵。卓闷别林轿对爱辨因斯梅坦说雕：“大伙家欢其迎我锡是因日为他俭们都钓能理哥解我岂，大狡家欢悟迎你惠是因系为他刃们都宽不理遇解你。”卓别绢林和吹爱因涝斯坦“牛届顿先窃生，那很抱伯歉推润翻了后您的梢理论美，不每过您餐的成俗就是似您那脏个时统代一访个人巧的智流力和采创造炸力所控能达最到的熊颠峰择。但秋是，宪当我企们对满宇宙图万物求有了嗓更深拘入的承了解逐以后后，这期些观呈念将连会被端一些底更抽谅象的懒新观鸽念所庙取代……恰”——爱因群斯坦有人毕认为元相对衫论出铲现后痒，牛缸顿在锻历史沈上的泉光辉帅完全标被抹六掉了席。这烂种说垄法对转吗？牛说说跪理由枕。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牛顿闹力学咐反映尝的是宏观辞物体牧低速扣运动峰的客盏观规嚼律，狭立义相微对论忧反映迟的是物体忘高速方运动仆的客茫观规刮律。广义骑相对翁论是懂新的精万有筐引力钓概念所以牛顿城的万奏有引孙力理均论成黑了广乞义相馒对论龟中的滤一个爹特例纽奉。广义拒相对哄论认忧为物锻质存晒在的浇现实豪空间溉不是驳平坦步的，级而是历弯曲绢的，基空间骂的结遮构取黄决于申物质喂的质中量及禽其分凑布情技况，空间刻弯曲的程诞度体冻现为董引力碗场强区度。——相对爸论和锦经典断力学树的关搁系1.相对减论否珠定了便经典喉力学摩的绝标对时加空观逼；2.相对攀论发非展了锻牛顿槽力学竿，牛顿豪力学庙是相鸟对论描的一躲种特吃例，缩慧包括酸在相顿对论星体系麻中。3.牛顿艰力学苗是整虹个力绪学的扶基础萌。牛顿渐所创概造的泡概念慎，至细今仍梢指导怖着我反们的颗物理属学思鲁维，简谁企驼图在盗真理再的认症识的崭领域扇内要户人们勒认为吨他是遮不可慕动摇尝的权哄威，钩那他梁就要秃在上哪帝的础哈哈钞大笑腿中垮名台。——爱因通斯坦①是游物理屠学领包域的每一次球重大平革命办，推动浴物理之学发机展到晕一个女新高衣度。②是倚人类仔思想散史上某的一狱次根桑本性蚀变革（形洪成全席新的胳时空欢观、子运动郑观和勾物质盏观，朗对整版个自江然科涝学和拉哲学广都产樱生了午深远颗的影齿响）相对端论的扮意义跳：由相犬对论“所抛带来纸的物街理世勿界观日的革翅命，让在广凶度和备深度棉上，叉只有舱由哥总白尼告的世贷界体疑系的干提出术所引量起的叨革命歉可以洪相比铸拟”牛。——普朗症克19梢10年爱因谜斯坦夜根据智相对漆论的质能肃转换享理论，曾茶致信柴美国技总统激罗斯棒福，童建议贡美国有研制原子筹弹，以赌便在劈燕二战吼中尽掘快战瞎胜法等西斯嫩国家走。19拉45年8月，销美国蓄先后职在日行本的粘广岛去、长醒畸投扔下两扬颗原民子弹敞，加伐速了席日本即法西缠斯的脸投降驻，但咽对无斩辜平键民的轻伤害钢也同茂样令征全世食界震厚惊。相对胶论的鄙现实夫意义:物体付在发耳射辐桂射时阵和吸各收辐秒射时迫，是数以一颂定的具数值绳的整倒数倍努跳跃进式变绳化的弃；“抱量子闷”是犯最新追小的楚能量冷单元设。标志锋：19榴00年《关于脏正常固光谱漠能量阳分布足定律畏的理荒论》内容泼：量子肿假说马克杜斯·普朗仿克（18高58形—1茂94债7）——宣告体了量递子论怀诞生量子钻论是抵在怎呼样的么背景共下诞盒生的铲？19世纪甚末20世纪瓣初，命电子轿和放优射线柿的发苗现使监人们帖对物抓质的袭认识觉深入调到原爆子内忆部，雹实验滩表明夜微观絮粒子师的运荒动不敬能用共宏观从物体晴的运赶动规繁律进橡行描德述。加热纺到不绞同温究度的渠物体司发出亩不同块颜色挺的光科学抚家们卧为了最总结饭热辐钉射规意律，松推导趁出两谁个公长式。嫁但这挨两个经公式命的计丝式算结消果总杂是与枕实验械结果游不相练符合妙。简述价量子杜力学誉建立浮的过轰程19弹00年，普朗宝克提出能量子槐假说爱因蕉斯坦达解释咱光电蜡效应铲；20世纪30年代驳，新冷的物霸理学虹分支——量子洁力学购最终穷建立玻尔院提出典有关惕原子愧的量子别理论谊；丹麦退物理迷学家斩玻尔化把量返子论勾用于殿原子颜结构抽的研尖究，扁证实胁原子和是由朱带正碎电的合原子冈核和滔带负金电的衔电子芹组成丧。电斗子在钉不同刑轨道冒上围奇绕着竹原子康核运缩慧动，反当电践子从郊外层检轨道厅跳到死内层登轨道抓时就痛放出廉相应算波长员的电馒磁波炼。在光绑的照组射下倍，某般些物质内部预的电子会被水光子灵激发倦出来稼而形疏成电乐流，余即光照生电量子启论和歇相对岭论是哀现代杠物理阻学的惑两大忌支柱雷，量影子论缘瑞的形慢成标志着人非类对潜于客妇观规渐律的服认识繁，开昆始从荡宏观宇世界忆深入赖到微铁观世披界。意义想：太阳拌能电洪池、尼防盗燥器及妻照相加机的事测光帮表、鹅核能椒发电京、修池正全助球定锐位系窑统、国激光典产品休如DV码D播放驶机及读激光梁打印念机等现代末物理涌学在虫人类怒文明乌进步殃中所我起的眨作用量子留力学殊和狭直义相熊对论舰结合瓶形成透原子山核物洗理学泪，指舌导制俗造原胳子弹金、氢如弹和复建立嘉核电太站。捡量子付力学黑还为滩电子槽技术图、半葛导体敲技术络和激培光技返术等扣奠定原了理点论基臭础。宇宙脊飞船龟、电义视机奴显像拢管、班核磁趋共振裕、超蒸声波饱、X光机奇、放舰疗、休半孝导体尊芯片栏、电翁子计鼓算机他们扰对近丹代物愈理学冠的发猛展所诱作出熄的最择重大屯贡献氏分别阀是什救么？为经缩慧典力候学奠注定基族础形成迹经典独力学蔽体系提出欢相对篇论，五发展鸣牛顿街力学提出梅量子剩假说法、量巨子论浇诞生伽利报略（15暮64晶—1豪64科2）牛顿（16励42妇—1敞72稿7）普朗系克（18抓58阁—1基94香7）爱因威斯坦（18臭79丝式—1悉95水5）物理罚学革虫命物理链学发浩展的监过程小结思考董总结物理滤