第25课 现代科学革命现代科学革命 知道相对论、量子论的主要内容，认识其 意义。 1.掌握经典力学的危机、相对论和量子理 论的提出 2.理解相对论和量子论是构成现代物理学 的基础，开辟了现代科学技术的新局面一、经典物理学的危机1、1719世纪牛顿经典 力学日趋_。 2、 19世纪末以牛顿力学为 基础的经典物理学无法解释 _而陷入危机(相对论和量子理论出现 的背景 )完善、成熟物理学的新发现音乐和物理伴随 爱因斯坦的一生1879年，阿伯特 爱因斯坦 (Albert Einstein) 出生在 德国西南部古城乌 耳姆的一个犹太人 家庭。父亲是个电 工设备店店主。母 亲是个有成就的钢 琴家。 二、爱因斯坦与相对论二、爱因斯坦与相对论1、相对论的提出 1905年提出匀速运动体系的狭义相对论； 1916年提出加速运动体系的广义相对论。2、主要内容： 相对性原理和光速不变原理。相对论的两个基本原理:相对性原理和光速不变原理狭义相对论和广义相对论统称相对论。如何理解相对论？在相对性原理中，爱因斯坦认为时间、运动 、质量不是绝对的，而是相对的。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。“相对论”妙解 有一次，群众包围了从德国移居美国的科学家爱因斯 坦的住宅，要他用“最简单的话”解释清楚他的“相 对论”。当时，据说全世界只有几个高明的科学家看 得懂他关于“相对论”的著作。 爱因斯坦走出住 宅，对大家说：“比方这么说你同你最亲的人坐 在火炉边，一个钟头过去了，你觉得好像只过了5分 钟！反过来，你一个人孤孤单单地坐在热气逼人的火 炉边，只过了5分钟，但你却像坐了一个小时。 唔，这就是相对论！” 3、相对论的意义： （2）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。 （3）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。 （1）物理学最伟大的革命 提示： 牛顿在数学和物理学方 面都取得了卓越成就，其中最辉 煌的成就是建立了经典物理学的 体系，他还是微积分的创立者之 一。他的经典力学是经典物理学 和天文学的基础，也是现代工程 力学以及与之有关的工程技术的 理论基础。 1诗人亚历 山大波普赞颂 道：“自然界和自 然界的规律隐藏在黑暗中，上帝说，让牛顿 去吧，于是一切成为光明。”19世纪末，科学 家曾普遍认为 物理学的主要框架已经一劳永 逸地构成了，以后需要做的就是把小数点后面 的数字再推进一位。这反映出( ) A牛顿力学体系已经解决了包括宏观和微观 世界的一切问题 B牛顿力学体系被奉为物理学的圣经，作为 权威对科学的进一步发展产生阻碍作用 C经典物理学到19世纪末已发展得比较完整 ，包括了研究宏观物理和超高速物理学的各部 门 D牛顿力学体系还没有从神学中解放出来 解析： 人们把以牛顿力学为代表的近代物理 学看作绝对权威的理论，认为一切自然现象都 可以用经典物理学来加以说明，实际上已经对 科学的进一步发展产生阻碍作用。 答案： B 1相对论 的提出是否完全否定了牛顿力学？ 精讲： 没有。牛顿力学和相对论说的都是宏 观上的运动。牛顿力学体系概括了物质机械运 动的基本定律，这些定律有一个不容忽视的前 提，即物体运动是在低速情况下，这些定律才 能适用。在牛顿力学中，运动是绝对的；20世 纪初爱因斯坦提出相对论，否定了牛顿的绝对 时空论，指出了时间和空间的辩证关系，即时 间和空间不是绝对不变的，而是随着物质运动 速度变化而变化，速度、时间是相对的。相对 论发展了牛顿力学，牛顿力学是相对论力学在 低速运动状态下的一个特例。 相对论构成了现代物理学的两大支柱之 一.那么,现代物理学的另一个支柱又是什 么呢?量子理论是现代物理学的另一大支柱。三、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（18581947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。加热到不同温度的物体发出不同颜色的光1900年，普朗克为了克服经典物理学对热辐射现 象解释上的困难，量子假说。2、背景：量子论的发展过程：普朗原子的量克的量子假说；玻尔提出原子的量子理论；爱因斯坦提出光的量子理论 研究微观粒子运动规律的量子力学建立 起来了量子论的意义地位：20世纪最深刻最有成就的科学理论之一， 对微观世界认识有了革命性的进步。影响： 推动了生产力发展，根本上改变了人们的 物质生活。四、现代物理学兴起的重大意义1.量子理论和相对论一起，共同构成了现代物理学 的基础。2.量子理论和相对论弥补了经典物理学的不足，大大开 阔了人们的视野，改变了人们看世界的角度和方式。3. 不仅对物理科学本身，对自然科学，而且对整个人 类的思维都产生了不可磨灭的影响。构 成弥补、改变物理、思维能力提升爱因斯坦相对论与牛顿经典力学的关系：部分否定： 否定了牛顿绝对时空观，提出时间和空间不是 绝对不变的，是相对的。继承发展： 牛顿力学是相对论力学低速状态时的一个特例 。 11921年3月上海时事新报刊登了一篇驻 德国作者的特约稿，评论“爱因斯坦的革命事 业，比之昔日的德国路德之宗教革命，其影响 还要重大，这位先生把旧科学的概念一齐推翻 ”材料中“旧科学的概念”是指( ) A爱因斯坦的相对论 B牛顿的经典力学 C达尔文的生物进化论 D普朗克的量子理论 219世纪，以牛顿经典力学为基础的经典物 理学之所以被看做是绝对权威的理论，主要是 由于( ) A经典力学日臻完善 B根据万有引力发现了海王星 C人们认识的局限性 D经典物理学可以解释一切自然现象 (2010高考江苏卷)“把能量的变化看成是跳 跃式的进行，成功地解释了经典理论无法解释 的某些现象，打破了经典物理学中一切过程都 是连续变化的观念。”这一理论的诞生主要由 下列哪一问题引发( ) A研究热辐射 B揭示时空本质属性 C解释光电效应 D预测未知行星方位 319世纪，经典力学遇到了无法解释的新 问题。20世纪初，这些问题迎刃而解得益于 ( ) A哥白尼“日心说”定律 B自由落体定律 C牛顿力学体系 D相对论与量子论的提出 4经典物理学所面临的危机，终于在20 世纪初被物理学发展史上的两场伟大的 革命解决。这两场革命使人类( ) A拥有了研究宏观世界和微观世界的理论体 系 B放弃了经典物理学的思想方法和科学理论 C否定了此前物理学取得的一系列成果 D转变了人们的思维方式和生活方式课堂小结（1）相对论的背景、内容、意义？背景：（2）量子论的背景、内容、意义？（3）现代物理学的基础及历史意义？经典物理的日臻完善；19世纪经典物理学的危机内容：相对性原理、光速不变原理意义：对物理学；对人的思维背景：经典物理学的危机；热辐射的疑点内容：量子假说、光的量子理论、原子的量子理论意义：地位；对社会基础：意义：相对论与量子论构成；弥补改变；物理学与思维