探索之路 一、复习引入 1、请学生看爱因斯坦的讲话“我从事科学研究的动机 ,来自一种想要了解自然奥秘的无法遏制的渴望 ,而不是别的什么目的〞。 2、上节课我们已经知道了在自然中、在生活中都有很多神奇 ,面对神奇 ,人们感到迷茫、好奇、敬畏 ,人们渴求去探究。“一种想要了解自然奥秘的无法遏止的渴望〞促使世界各民族努力探索、坚持不懈 ,从茫茫远古延续至今 ,并将走向未来。 3、下面我们一起来了解物理学的探索之路。 二、古文明中的科学思索…… 1、远古的先人们早就开始思索自然界的神奇现象了 ,而那些能直接刺激感官〔如眼睛和耳朵〕的神奇现象那么最能引起他们的注意。从古人的文字和图画中便可看出他们的一些科学思索。 ①图1-14 ,甲骨文“殸〞。 甲骨文“殸〞 ,好象是一块很大的斜面石头和一只拿着结实木槌的手 ,这只手正拿着木槌欲敲打石块。石头上分叉的笔画有时被解释成悬挂它的绳子形象 ,有时又被解释成某种形式的装饰品。磬和耳组成了“聲〞〔声〕字 ,这似乎表示耳朵听的是木槌敲打磬发出的声音。 ②图1-15纳西族东巴象形文字“晒干〞。 纳西族东巴象形文字“晒干〞 ,字的上部为发出光线的太阳 ,字的中部为被蒸发的水气 ,字的下部那么为大地。该字的意思为日光照射大地 ,使地面的水蒸发 ,以便到达晒干的目的。 又如纳西象形文字“日出〞 ,字的上部为太阳 ,光线向上 ,字的下部为山 ,好似一轮朝阳从山后升起；“曙光〞 ,好似日光沐浴万物；“日光所至〞 ,太阳光好似有脚 ,可以行走；“夕阳〞 ,即日光的脚弯而无力了 ,说明夕阳没有正午的太阳那么厉害了；“日落〞 ,即疲乏的太阳退隐到山后了；“暮〞 ,即太阳休息 ,一天结束了。 ③图1-16 ,古人的宇宙模型之一。 古代人认为“天圆地方〞。 ④图1-17 ,雕刻玉板。 两短边钻有五个圆孔 ,一条长边钻有九个圆孔 ,另一长边那么钻有四个个圆孔。玉版正面雕琢有复杂的图纹 ,中心部位刻有两个同心圆 ,圆中心雕琢了一方八角图像 ,两圆之间以直线分为八区 ,每区内各雕琢一叶脉纹矢状标分别指向八方 ,外圆之外又雕琢四个矢状标分别指向玉版的四角。 玉版含四方五位、八方九宫的意思。四方与五位是方位的根底 ,八方九宫那么是前两个概念的进一步延伸。 玉版中央雕刻的圆形像天 ,外面的轮廓方形像地 ,侧面拱形像天穹 ,但天盘与地盘尚未别离 ,这表现了比拟原始的天圆地方思想。在这种宇宙观根底上逐渐产生了“司南〞〔指南针〕。指南针是我国古代的四大创造之一。 ⑤图1-18 ,石头阵。 介绍“英格兰的石头阵〞。 英国西南部的“魔圈〞石头阵〔又称巨石阵〕 ,被一些考古学者认为是人类现存最早的天文观察台之一。它大约建立于公元前3000年到公元前2500年左右 ,全部工程延续前年之久。1960年 ,天文学家杰拉德·霍金斯借助计算机发现：在夏至这天 ,从英格兰石头阵圆圈中心观察时 ,刚刚升起的太阳必将从远离中心的一块“巨石脚跟〞上射出来。而在其他重要的节令、日子 ,太阳、月亮升起和落下的方向也同样与另外的巨石一一对准成一条直线。它的外围坑洞可以被用来预报月食。 三、物理学的进步之阶…… 1、讲述：灿烂的古代文明闪烁着古人朦胧的理性之光 ,也为人们科学地认识世界奠定根底。在物理学开展的漫长历程中 ,不少前辈作出卓越奉献。接下来我们了解物理学的进步之阶。 2、物理学开展的几个重要阶段 第一阶段 ,自然科学先驱哥白尼冲击了托勒密体系 ,提出了“日心说〞。经典力学和实验物理学先驱伽利略用望远镜观察天空 ,其观察所得数据进一步支持了哥白尼的理论。 第二阶段 ,牛顿在前人的根底上构建了经典力学体系。 第三阶段是现代物理学的产生和开展 ,在该阶段的主要突破那么是爱因斯坦的相对论和玻尔等人的量子力学。 物理学便是在哥白尼、伽利略、牛顿、爱因斯坦、玻尔等科学巨匠经过漫长、不断的艰辛努力 ,才有了今天的辉煌 ,希望大家努力学习 ,经过你们年轻一代的艰辛努力 ,物理学将会有更加辉煌的未来。 课外阅读 1、哥白尼与伽利略 长期以来 ,人们普遍接受的是托勒密的地心理论 ,认为地球是球形的 ,处于宇宙的中心 ,诸天体都围绕它旋转不息。与?圣经?上告诉人们的一样 ,成为在欧洲占统治地位的自然哲学。哥白尼是伟大的波兰天文学家和近代自然科学的先驱者。他原先是一位神父 ,但长期的天文观测中 ,发现地球根本不是什么宇宙的中心 ,它只是一个围绕太阳旋转的普通行星 ,太阳才是宇宙中心。为了保持天主教的绝对权威 ,教会对哥白尼学说及其支持者开始了严酷的压制和打击。1943年 ,在哥白尼去世前 ,他的?天体运行论?出版了。他在书中提出了日心说 ,从而使人类对宇宙的认识向前跨越了一大步。已经双目失明的哥白尼抚摸着刚出版的?天体运行论?说：“我终于推动了地球。〞同年7月26日 ,哥白尼逝世。 伽利略1564年2月15日 ,出生在意大利西北部比萨城里的一个衰落的望族家庭。10岁随全家迁居佛尼伦萨 ,在一所教会学校学习 ,热衷于宗教和哲学 ,以致曾决心献身宗教。为了恢复家业 ,17岁进入比萨大学学医。后来由于他在数学方面的天赋使他带着极大的兴趣学习数学 ,虽然由于家境原因被迫退学 ,但他在25岁时被聘为该校的数学教授 ,作为一个自然科学家 ,他不断地向亚里士多德的权威提出挑战。在伽利略之前 ,几乎没有人通过做实验来验证某一观点或理论的正确。人们认为所有的科学问题 ,都被亚里士多德一劳永逸地解决了 ,而伽利略去注意以实验方法去追求隐藏在事物表象之后的真理。 传说伽利略和他的两个学生 ,带着两个不同重量的铅球〔一个是另一个重量的10倍〕登上了比萨斜塔顶。在好奇心的驱动下 ,塔下站满了观看实验的人。在同一时刻 ,伽利略让他的两个学生从同一高度扔下轻重不同的两个球。结果 ,人们清楚地看到了两个球在同一瞬间砸向地面。这个简单的实验用最直接的方式向人们证实了伽利略观点的正确 ,并且也是亚里士多德的落体理论第一次受到的挑战。 伽利略阅读了哥白尼的?天体运行论?。该书所陈述的观点及理论给伽利略留下了很深的印象。伽利略的研究兴趣结果进一步证实了哥白尼的观点是正确的 ,并写 出了〈关于托勒密和哥白尼两大学说的对话〉一书 ,此书出版后引起震动。1632年 ,教皇下令将年已68岁的伽利略押上法庭 ,最后遣送回家乡阿塞特。晚年 ,伽利略又写了?运动法那么?1637年伽利略失明 ,1642年1月8日逝世。347年后的1979年 ,罗马教皇正式成认对伽利略的审判是不公正的。 2、牛顿 牛顿是17世纪人类最伟大的科学家 ,他是人类历史上屈指可数的几个科学巨匠之一 ,他在物理学、数学、天文学方面的奉献是划时代的。 1642年12越5日 ,牛顿出生在英国一个叫乌尔斯索普的小村庄。3个月时 ,父亲因肺炎而去世 ,3岁时母亲改嫁 ,牛顿便与年迈的祖母相依为命。所幸的是乌尔斯索普的大自然给了牛顿童年的乐趣和创造的灵性。在上剑桥之前 ,牛顿像一只乌尔斯索普起飞的风筝 ,他飞得再远 ,飞得再久 ,也离不开乌尔斯索普的牵系。16岁时 ,他又回到那里 ,帮助家里务农。这一年 ,英伦三岛遭受了猛烈的暴风雨 ,牛顿做出了令人吃惊的举动 ,他没有按照吩咐去照料农舍 ,而是趁着狂风测风速。在庄严的毕业典礼上 ,使托盘中学的校长夸赞牛顿是学校最优秀的学生。 牛顿自己的一生的成就写进<了自然哲学的数学原理?一书中。他发现了物体运动的三大定律 ,创立了微积分等。他后来在谈到自己的成就时说：“如果我比其他人看得远些 ,那是因为我站在巨人的肩膀上。〞1727年3月20日 ,牛顿去世 ,英国诗人波普在他的碑铭上写到：“自然和自然的规律 ,都藏在黑暗的夜空；上帝说‘让牛顿降生’ ,使一切变得灿烂光明。〞 3、爱因斯坦和波尔 1879年3月14日 ,爱因斯坦降生在乌儿姆城一个普通的犹太人家庭。爱因斯坦的父亲有极高数学天赋和很深的文学造诣。大约在5岁时 ,父亲给爱因斯坦一枚指南针记忆犹新 ,说：“指南针对我的一生的开展有着重大的影响。〞爱因斯坦的母亲受过良好的教育 ,她将音乐带进了家庭。爱因斯坦6岁开始学习小提琴 ,随后又学习钢琴。在他成为著名的科学家的时候 ,已经有了较高的艺术造诣。伟大的音乐也塑造了爱因斯坦伟大的品格 ,他不仅创立了深奥的理论 ,而且他的人格魅力也同样震撼着人们。 从1926年开始 ,爱因斯坦与波尔的哥本哈根派进行了长达20余年的学术之争。这个学派研究新的理论——量子力学。量子力学理论涉及一些新的见解 ,如海森林堡不准原因 ,认为运动中粒子的位置和速度不能同时确定 ,时间与能量也不能同时确定。爱因斯坦不完全接受哥本哈根派的量子理论。他总是试图举一些反例以证明玻尔等人理论的缺陷和错误 ,但都被玻尔一一化解。爱因斯坦和玻尔的争论是纯粹的学术争论。这场争论澄清了许多概念问题 ,使量子力学更加完美。他们的学术之争并未影响爱因斯坦和玻尔的友谊 ,他们同为物理学的泰斗 ,互相促进。 2 / 22 / 22 / 2