25课现代科学革命.ppt

——从经典力学到相对论和量子论 第25课 现代科学革命 现代物理学的重大成就 郓城实验中学 王先稿 经典物理学是指以牛顿力学为代表的运动三大定律和万有引力定律,及在此基础上建立的理论体系。 牛顿经典力学的历史地位 （1）使力学系统化和理论化,达到成熟和完善，并带动了其他学科的发展。 （2）把天上和地上的运动统一起来，实现了人类对自然界认识的大综合。 （3）引发第一次工业革命，使人类进入蒸汽时代。 （4）为启蒙思想和唯物主义哲学奠定了科学基础。 经典物理学 17世纪后期，牛顿发表了著名的力学三定律（惯性定律、加速度定律、作用与反作用定律）和万有引力定律，标志着经典力学体系的建立。 第25课 现代科学革命 △课标要求： 知道相对论和量子论的主要内容， 认识其意义 一、历史背景（经典物理学的危机） 1、19世纪，科学的进步显示出巨大威力，科学研究突飞猛进，孕育着新的突破————奠定基础 2、社会经济的发展，提供了物质条件 4、经典力学存在局限性，面临着危机和挑战 ①建立在绝对时空观的理论之上 ②适用的范围主要是人们日常生活中的物理现象 经典力学无法解释物理学研究中遇到的一些新问题 ①高速运动中的物理现象 ②微观粒子的运动 3、17—19世纪牛顿经典力学日趋完善、成熟 第25课 现代科学革命 一、背景： 二、现代科学革命 1、相对论的创立 （1）提出 1905年提出狭义相对论 1916年提出广义相对论 相对论 （2）内容 光速不变原理 相对性原理 如何理解相对论？ 在相对性原理中，爱因斯坦认为：时间和空间都是物质存在的形式，随着物质运动速度变化而变化。时间、空间、运动、质量不是绝对的，而是相对的，可以互相转化。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。 光速不变原理则认为光的传播速度在任何条件下都是不变的。 北极： 赤道： 当速度接近光速时 当速度达到光速时： 质量（重量）增加 时间变慢——钟慢效应 长度变短——尺缩效应 钟表不走了——时间停止了 问题：这就提醒人们要敢于怀疑常识，勇于创新，因为即使生活中习以为常、看起来无懈可击的规律都有可能是不科学的。 启发：① 正确的理论在刚刚开始诞生时往往难于被人们理解和接受，甚至还遭受攻击或嘲笑。但随时间的推移，经受住实践检验的科学 和理论终究会被人们理解和接受 ②科学的发展是艰难的，科学真理需要勇于探索、执著追求的精神，要有足够的恒心和毅力去面对，坚持自己的正确立场和信念，坚持真理不动摇。 问题探究 由于相对论的观点与人们的日常经验不太一致，甚至有着尖锐的冲突，相对论从一开始就受到包括一些科学家在内的很多人的反对。1921年爱因斯坦获得了诺贝尔奖，当时不少德国的诺贝尔奖获得者威胁说，如果给相对论授奖，他们就要退回已获得的奖章，结果评选委员会只好让爱因斯坦作为光电效应理论的建立者得奖，相对论始终没有获得诺贝尔奖。但相对论在物理学上却非常合理且为实验所证实。 这说明了一个什么问题?可以给我们什么启发? 〈此题可与P109“阅读与思考”参照〉 ①解决了经典物理学的危机，创造了一个全新的物理学世界，极大地扩展了物理学的应用的领域；也使人们对自然规律的探索从普通世界深入到广阔的宏观宇宙空间。 ②打破了经典物理学绝对化的思维模式，为人们提供了辩证看待世界的途径。 （3）相对论的意义： 2、量子理论中的微观世界 （1）提出： 德国物理学家普朗克 普朗克（1858—1947年），德国物理学家、哲学家，量子理论的奠基人，1879年在慕尼黑大学获得博士学位后，先后在慕尼黑大学和基尔大学任教授。1888年任柏林大学理论物理研究所所长。他在物理学上最大的贡献是1900年提出辐射量子假说。并因此获得1918年诺贝尔物理学奖。 提出背景：微观粒子的运动不能用经典力学 的原理说明 普朗克提出的量子假说、爱因斯坦提出光 的量子理论、玻尔提出原子的量子理论。 ①它是20世纪最深刻、最有成就的科学理论之一，使人类对微观世界的认识 了革命性进步。 ②量子力学对化学、生物、医学等科学领域都产生了重大影响，带来了许多划时代的技术创新，（如半导体和激光器的发明等）。 ③它直接推动了社会生产力的发展，从根本上改变了人类的物质生活。 （2）主要内