第3章相对论与量子论.ppt

第三章 相对论与量子论 物理学简介 第一节 揭开现代物理学发展序幕的“三大发现” 一、X射线的发现 法国物理学家朗之万 三、电子的发现 第二节 相对论与现代时空观 3、狭义相对论的关键思想—— 爱因斯坦同时性的定义 当 v ? c 时，洛仑兹变换 伽利略变换 5、狭义相对论的时空观： ③ 空间的相对性 ----动尺变短。 6、狭义相对论的主要结论 质能关系的巨大意义 二、广义相对论 3、广义相对论的描述： 关于相对论和爱因斯坦 第三节 量子理论与现代高新技术 3、海森堡不确定关系 三、量子力学是现代高科技发展的重要基石 20世纪最伟大的科学家－爱因斯坦 一、爱因斯坦的贡献 主要贡献 （6）激光基础理论 （7）开创宇宙学 （8）统一场论的研究 成功的密绝 二、爱因斯坦的一生 爱因斯坦的父母亲 伟人的诞生 低能儿? 童年时代 逃离精神牢笼 奇迹之年 超级巨星的生起 对中国的印象 伯乐 别了，柏林 希特勒上台 痛恨法西斯 国际主义者 巨星陨落 爱因斯坦的大脑 爱因斯坦刚出生时，后脑大得不同一般，而且头骨呈棱角形。爱因斯坦的母亲曾为头胎儿子的异样头骨而受惊，爱因斯坦的祖母看到孙子，也低声嘀咕：“太重了！”她担心一个弱小的身躯，如何支撑得住这个硕大的脑袋？ 爱因斯坦到了四五岁，还不大会说话。父母亲心里着急：“难道小阿尔伯特是低能儿。”他请来了医生。孩子当然没有病。不善于说话，不喜欢说话，那不是病。 爱因斯坦曾对一位物理学界的同行说过：“空间时间是什么，别人在很小的时候就已经搞清楚 了；我智力发育迟，长大了还没有搞清楚，于是一直在揣摩这个问题，结果也就比别人钻研 得深一些。” 童年时代的爱因斯坦独来独往，时常故意躲开小伙伴、同学，即使同亲人在一起，他也只是一个沉默的听众。谁要是破坏了他独处的心境，一向沉静的他会突然爆发出激烈的情绪。爱因斯坦的妹妹后来回忆说：“每逢那样的时刻，他会变得脸色苍白，鼻尖发白，不能自制。” 爱因斯坦5岁时，父母为他请了一个家庭女教师。第一次上课时，爱因斯坦大概发现自己将失去自由的个人世界，向老师扔椅子以示抗议，父母只好结束这第一次还未开始的教育。 １８９４年６月，爱因斯坦一家除爱因斯坦外，迁居意大利。赫尔曼先生在意大利人加罗尼和弟弟雅各布建议下把慕尼黑的工厂搬到意大利。 1895年爱因斯坦16岁。根据法律，男孩只有在１７岁以前离开 德国才可以不必回来服兵役。由于对军国主义深恶痛绝，爱因斯坦决定离开德国，去意大利与父母团 聚。但半途退学，将来拿不到文凭，情急生计。他请数学老师给他开了张证明，说他数学成绩优异，早达到大学水平。又从一个熟悉的医生那里弄来一张病假证明，说他神经衰弱，需要回家静养。结果训导主任勒令他退学。 爱因斯坦1905年摄于伯尔尼专利局的办公室。正是爱因斯坦做出相对论等重大发现的“奇迹之年”。 1905年，爱因斯坦在科学史上创造了一个无先例的奇迹。这一年他写了6篇论文，在3月到9月这半年中，利用在专利局每天8小时工作以外的时间，在三个领域作出了四个贡献,具有划时代的意义。 ? 质能?关系 ? ? 1905年9月，爱因斯坦写了一篇短文《物体的惯性同它所含的能量有关吗？》，作为相对论的一个推论，揭示了质量(m)和能量(E)的相当性：E=mc2，并由此解释了放射性元素（如镭）所以能释放出大量能量的原因。 1932 年爱因斯坦在讲解著名方程E=mc2 普朗克是《PHYSIK》 杂志的主编， 他对爱因斯坦的工作 给予了高度的评价。 在普朗克获博士学位五十周年纪念会上普朗克向爱因斯坦颁发普朗克奖章 《纽约时报》在这一年的 11月10日宣布了“爱因斯坦理论的胜利” 。布莱恩在书中写道：“许多人都认为他是个超人。不论是在当时还是现在，他的名字都是一种象征，一种人类智力极限的象征。”连续２４年任英国皇家学会会长汤姆逊说： 爱因斯坦的相对论是人类思想史上最伟大的成就之一。 1919年，英国天文学家A.S.爱丁顿等人的日全食观测结果证实了广义相对论。爱因斯坦和相对论在西方一夜之间成了家喻户晓的名词。 在上海，爱因斯坦虽受到知识文化界的热烈欢迎，但租界的高楼大厦与上海老城的破破 烂烂的木房子的对比太强烈！“他们比印度人更乐观，也更认真。但他们大多数是负担沉重的：男男女女为每日５分钱的工资天天在敲石子。他们似乎鲁钝得不理解他们命运的可怕。…在上海，欧洲人形成一个统治阶级，而中国人则是他们的奴仆。他们好像是受折磨的、鲁钝的、不开化的民族，而同他们国家的伟大文明的过去好像毫无关系。” 爱因斯坦差点到北大