理学类物理学的重大进展.ppt

经典力学的重要奠基者-伽利略 1.背景： 经典力学的建立 从经典力学到相对论 从经典力学到相对论 量子论的诞生与发展 量子论的诞生与发展 伽利略 落体实验 牛顿 爱因斯坦 普朗克 更多资源 * * (1)物理学 1)17世纪初，发现了著名的落体定律 2)确定了匀速运动和匀加速运动这两个概念 (1)为经典力学的建立奠定了基础。 (2)伽利略的发现以其他开始的科学研究方法，是人类思想史上伟大的成就之一，标志着物理学的真正开端。 　　　16世纪中期以来，受文艺复兴运影响，科学逐渐从神学胡桎梏中解放出来，人类开始进入一个前所未有的实验科学时代。 2.贡献： 3.意义： (2)天文学:用自制望远镜发现了许多肉眼看不见的星体，证明了哥白尼“日心说”的正确性。 1.建立 (1)标志：1687年，牛顿发表《自然哲学的数学原理》。 （2）内容： 1）物体运动三大定律和万有引力定律。 2）对物理学一些基本概念作出了定义。 （3）意义：人类认识自然的历史上对自然规律第一　　　　　次进行的理论性概括和总结。 2.应用：根据牛顿理论的推测，发现了海王星和冥王星。 3.特征 （1）注重实验。 （2）数学化，这种数学化的根源是自然内在的 数学关系。 4.意义 （1）经典力学体系的建立标志着近代科学的形成。 （2）经典力学及其后物理学的众多研究成果，促进了资本主义的两次科技革命的出现。 1.背景 （1）19世纪，科学得到了飞速发展。 （2）高速运动的微观粒子发生的现象，是经典力学所 　无法解释的。 2.过程 （1）狭义相对论 1）提出：1905年，爱因斯坦提出。 2）内容：物体运动时，质量会随着物体运动速度的增大而增加，同时，空间和时间也会随着物体运动速度的变化而变化。 （2）广义相对论 1）完成：1916年，爱因斯坦完成了广义相对论的最终形成。 2）内容：空间和时间不可能离开物质而独立存在，空间结构和性质取决于物质的分布，使人类进一步深化了对时间、空间和引力现象的认识。 3.意义 （1）是物理学思想的一次重大革命，否定了经典力学的绝对时空论，从本质上修正了由狭隘经验建立起来的时空观，深刻揭示了时间和空间的本质属性。 （2）发展了牛顿力学，将牛顿力学概括在相对论力学之中，推动物理学发展到一个新的高度。 1.背景 （1）19世纪末20世纪初，电子和放射性的发现，打开了原子的大门，使人们对物质的认识深入到原子内部。 （2）微观粒子的运动不能用通常的宏观物体的宏观物体的运动规律进行描述。 2.过程 （1）诞生：1900年，德国物理学家普朗克提出了物质的辐射能是不连续的，而是以最小的、不可再分的能量单位即能量电子的整数倍跳跃式地变化的量子假说。 （2）发展：爱因斯坦在丹麦物理学家玻尔提出氢原子结构以后，利用量子论成功地解释了光电效应出现的现象及光的本质，进一步推动了量子论的发展。 3.意义 （1）量子论的创立是物理学发展中的一场革命，揭示了微观世界的特殊的运动规律，有力地冲击了经典物理理论，提出了经典物理的适用范围。 （2）使人们的认识深入到新的层次和领域，为现代自然科学和现代技术革命提供了重要的理论基础。 伽利略是意大利的数学家、物理学家和天文学家，在科学史上享有“近代自然科学之父”的荣称，还被认为是“近代科学方法论的奠基人”。爱因斯坦和英费尔德在他们合著的《物理学的进化》一书中说：“伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。” 伽利略在力学、物理学研究中，创立了实验与数学相结合的研究方法，开辟了研究自然的新途径。他的实验工作已从比较朴素的试验操作发展为近代科学意义下的实验方法，尤其是，他更加明确地确立了实验在科学认识中的权威性地位。他认为，无论依照某种前提推出的结论还是从观察归纳得到的规律，都必须经过实验证明它确与事实相符，才能成为可信的知识。他在研究工作中也十分重视运用逻辑方法，但他是把实验结果而不是逻辑推断当作判别真伪、是非的标准，这在当时是非常大胆的见解，是对人们的认识方法的一种革命性的改造。 返回 在伽利略之前，古希腊的亚里士多德认为，物体下落的快慢是不一样的。它的下落速度和它的重量成正比，物体越重，下落的速度越快。比如说，10千克重的物体，下落的速度要比1千克重的物体快10倍。 1700多年前以来，人们一直把这个违背自然规律的学说当成不可怀疑的真理。年轻的伽利略根据自己的经验推理，大胆地对亚里士多德的学说提出了疑问。经过深思熟虑，他决定亲自动手做一次实验。他选择了比萨斜塔作实验场。这一天，他带了两个大小一样但重量不等的铁球，一个重100磅，是实心的；另一个重1磅，是空心的。伽利略站在比萨斜塔上面，望着塔下。塔下面站满了前来观看的人，大家议论纷纷。有人讽刺说：“这个