近代物理学奠基人.ppt

* * 近代物理学的奠基人和革命者 ---追求科学需要特殊的勇气 自由落体定理创立者 1616年，意大利科学家伽利略被传唤到罗马的宗教裁判所，-------遭到苦刑和恐吓，------被判处终身监禁，他的书也被列为禁书。 1642年，伽利略在贫病交加中逝世?。 伽利略的遭遇 小老弟：我很不明白，你怎么和我这个权威人士过不去呢？ 老兄：不是我有意和你作对，关键是我遇事总喜欢问为什么？而且更愿意通过实验来印证理论是否合理？ 伽利略是用什么办法推翻亚里士多德的学说？ 通过“两个铁球同时落地”的实验，推翻了亚里士多德“物体落下的速度和重量成比例”的学说。 一个伟大的科学家与苹果的故事 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。 —亚历山大·波普 惯性定律 加速度定律 作用和反作用定律 物理运动三大定律 万有引力定律 经典力学体系 成就之“牛” 1687 —无论从科学史还是整个人类的文明史来看这都是一本划时代的巨著。 牛顿力学体系对自然界的力学现象做了系统合理的说明，从而完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合。 -------人民版教科书 评价之“牛” 艺术家笔下的牛顿像神一样在制定宇宙规律 19世纪末，在牛顿力学基础上经典物理学发展的近乎完美，有物理学家表示：“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。” 从宏观世界到微观世界 普朗克：1900年发表《关于正常光谱能量分布定律的理论》标志着量子理论的诞生。 意义：人类对客观规律的认识，开始从宏观世界深入到微观世界 1905年，爱因斯坦成功解释光电效应 二、星光璀璨 “牛顿先生很抱歉我推翻了您的理论” 爱因斯坦1905年发表《论动体的电动力学》提出了狭义相对论，－－认为时间和空间都与物质运动有关，随着物质运动速度的变化而变化。 这个故事形象地说明了时间和空间的相对性。 为了对这一深奥的理论做通俗的说明，爱因斯坦曾经风趣地对一名男青年说：“我打个比方，比如你屁股坐在火炉上烤和坐在公园柳荫下与女士谈情说爱，那么，同样的时间你觉得哪一个更长？”男青年说：“当然坐在火炉上烤的时间觉得长久。”爱因斯坦说：“这就是我的相对论内容。” 钟慢现象：运动的钟比静止的钟走得慢，而且，运动速度越快，钟走的越慢，接近光速时，钟就几乎停止了。 广义相对论（1916年） 现实空间不是平坦的，而是弯曲的，物体使周围时空弯曲。这种弯曲可使从它旁边经过的光线，改变路径。 材料：1919年5月，英国派出了两支远征队分赴非洲和南美两地观察日全食。此行是为了验证一个德国人的奇怪理论。结果在拍摄到的两张重叠的底片上可以清晰地看到一条笔直的星光在穿过阴影中的太阳时，竟然发生了偏转，偏转角是1.7秒，与爱因斯坦的计算结果完全一致。 爱因斯坦预言：遥远的星光如果掠过太阳表面将会发生1.7 秒的偏转。 狭义相对论 意义 主要内容 提出 广义相对论 1905年 1916年 是对牛顿力学的继承和发展 第一次阐述了四维时空和物质分布相联系的重要思想 爱因斯坦的相对论 是近代物理学理论框架的重大突破； 是人类思想发展史上中的一次根本性变革 与量子理论一起，构成了现代物理学的基本理论框架 时空相对性 空间弯曲取决质量及分布情况 “人们不要以为，牛顿的伟大工作能被这一理论或者任何别的理论所代替。他的伟大而明晰的观念，作为自然哲学领域里整个近代概念的基础，将永远保持它的独特意义。” ————爱因斯坦 狭义相对论与牛顿经典力学之间是什么关系？ 继承和发展 思考：爱因斯坦相对论的创立是不是意味着牛顿力学的消亡？ 托勒密创造了一个宇宙，他持续了一千四百年。牛顿也创造了一个宇宙，持续了三百年。爱因斯坦又创造了一个宇宙，我还不能告诉你们它会持续多久。 ——萧伯纳 相对论会是物理学发展的终点吗？ 三、未来之光 据英国《新科学家》网（2011）10月5日报道，诺贝尔化学奖评选委员-----对全世界科学家们发出了警告：“即使最伟大的科学家也会陷于传统藩篱的桎梏中，保持开放的头脑、敢于质疑现有认知是科学家最重要的品质。” 爱因斯坦及相对论会是物理学的终极权威吗？ 斯蒂芬·威廉·霍金，被称为在世的最伟大的科学家，他被誉为继爱因斯坦之后世界上最著名的科学思想家和最杰出的理论物理学家。