蒋丽物理学的重大进展讲述.ppt

（2）建立——牛顿 B、建立起以实验为基础以数学为表达形式（特点）的牛顿力学体系，即经典力学体系。 A、1687年，出版《自然哲学的数学原理》，提出运动三大定律和万有引力定律。 站在巨人的肩膀上 2、经典力学体系的建立 科学研究领域的成就： 物体运动+天体运动 一、近代物理学——经典力学 （17世纪晚期） （三）天文学：A、1781年，发现 “天王星”B、1846年，发现“海王星”C、1930年，发现“冥王星”， 2006年被排除于“九大行星” 2、成就：经典力学体系的建立 一、近代物理学——经典力学 用牛顿力学算出了哈雷彗星的回归周期。长期以来到，人们一直认为彗星是神秘的，不吉利的灾星，根本不能用科学来说明。牛顿说，既然彗星也是天体，就必然遵循力学规律。他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75—76年，由此预言它将在1758年再次出现。哈雷1705年发表这个预言，当时他已49岁，却要预言53年以后的事，岂非耸人听闻？可是1758年这颗彗星果然如期出现，并被命名为哈雷彗星。牛顿力学剥掉了彗星的神秘外衣，对它的运行作出了科学预见，这是一个奇迹。 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它的轨道，可是计算结果总是同观测纪录不大相符。经反复核算，观测无误。那问题是否出现在牛顿力学上面？法国的勒维列和英国的亚当斯坚信牛顿力学的正确，大胆猜想计算结果之所以不理想， 是因为太阳系中还有一颗未知的行星，我们没有考虑到它对天王星的引力作用。他们用牛顿力学算出了这颗未知行星的位置和质量。 1848年9月23日，柏林天文台台长在收到勒维列来信的当晚，用望远镜对准勒维列所指出的位置，一下子就看到了一颗新的行星—海王星。牛顿力学又创造了新的奇迹。 有了牛顿力学，秀才不出门，能知地球事，能知天上事。牛顿力学创造的一次又一次奇迹，使科学享有崇高的威望。 标志： 内容： 特点： 意义： 局限： 2、牛顿创立经典力学 1687年《自然哲学的数学原理》 运动三大定律和万有引力定律 以实验为基础，以数学为表达形式 只适用宏观世界低速运动状态，绝对的时空观无法解释微观高速运动现象。 （1）对解释和预见物理现象有决定意义，是经典物理学和天文学的基础，标志着近代科学的形成。 （2）为启蒙思想和唯物主义哲学奠定科学基础； （3）牛顿力学和热学引发了第一次工业革命； 19世纪末，面对经典物理学近乎完美的发展，有的物理学家表示：“19世纪已经将物理大厦全部建成，今后物理学家只是修饰和完美这座大厦。” ？ 1895年德国物理学家伦琴 发现X射线，1901年获诺奖 1897年汤姆逊用实验发现电子,1906年获诺贝尔奖 1898年12月26日,居里夫妇发现镭，1903年获诺贝尔奖 然而，科学总是向前发展的。20世纪初，在牛顿经典物理学达到顶峰，形成一种权威的时候，科学上一系列无法解释的现象越来越需要科学本身的发展来解决。 1900年的4月，热力学的奠基人，著名的开尔文男爵在一个科学报告会上作了一篇名为《在热和光动力理论上空的19世纪乌云》的演讲。 在这篇演讲中提到，在光学和热学领域，各有一个实验现象还无法用牛顿经典理论来解释，因此称为笼罩在牛顿经典时空观下科学领域的两朵乌云。 1900年的4月，热力学的奠基人，著名的开尔文男爵在一个科学报告会上作了一篇名为《在热和光动力理论上空的19世纪乌云》的演讲。在这篇演讲中提到，在光学和热学领域，各有一个实验现象还无法用牛顿经典理论来解释，因此称为笼罩在牛顿经典时空观下科学领域的两朵乌云。当时的人们普遍比较乐观，认为这两朵乌云迟早会云开雾散，最终被经典理论很好的解释。但是，后来的事实证明，正是这两朵乌云引发了磅礴的大雨，使牛顿的经典时空观在科学领域发生了倾覆。而这两朵乌云引发的两场理论革命——相对论和量子论，正是现代科学的基石。 怀 疑 19世纪，科学飞速发展经典力学体系的无法解释一些新问题 探究：1、近代物理学发展到现代物理学的历史背景？（经典力学遭遇挑战的原因） 自身局限： 思想条件： 主观条件： 宏观、低速、绝对时空观 生产力的进一步发展（两次工业革命） 科学家的探索精神（怀疑、求真） 启蒙运动的影响（理性主义） 经济条件： 自身需要： 研究领域的拓展 物理学危机 二、现代物理学——相对论和量子论 　　　穿越时空的梦想 　　相对论的例子：爱因斯坦为说明相对论讲了这样一个故事，在未来的某一时间里，有一对２０岁的孪生兄弟，弟弟乘宇宙飞船以２９万千米／秒的速度飞行，哥哥留在地球上，５０年以后，当哥哥已经变成白发老人时，他去迎接回到地球上的弟弟，却发现弟