第第2525课课现代科学革命现代科学革命从经典力学到相对论和量子论从经典力学到相对论和量子论课标要求：课标要求：知道相对论和量子知道相对论和量子论的论的主要内容主要内容， 认识其认识其意义意义1请看图回答：请看图回答：他们分别是什么人他们分别是什么人？做出了什么贡献？做出了什么贡献？ 2伽利略伽利略开创了以开创了以实验事实实验事实为根据为根据并具有严密逻辑体系的近代科学，被并具有严密逻辑体系的近代科学，被誉为誉为“近代科学之父近代科学之父”经典力学的奠基经典力学的奠基者者 牛顿牛顿发现了著名的万有引力定律发现了著名的万有引力定律和和牛顿力学三定律牛顿力学三定律，建立了经典力学，建立了经典力学的基本体系，实现了物理学史上的第的基本体系，实现了物理学史上的第一次大飞跃一次大飞跃经典力学的建立者经典力学的建立者请思考牛顿的主要贡献及牛顿力学的影响请思考牛顿的主要贡献及牛顿力学的影响3牛顿经典力学的创立牛顿经典力学的创立近代科学形成的标志近代科学形成的标志1 1、牛顿的主要成就（数学和物理学）、牛顿的主要成就（数学和物理学）（1 1）数学：微积分的创立。）数学：微积分的创立。（2 2）物理学：总结出）物理学：总结出万有引力定律万有引力定律和和牛顿力学三定律牛顿力学三定律（包括在经典力学体系中）（包括在经典力学体系中）（3 3）代表作：）代表作：16871687年年自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理，建立起，建立起一个完整的力学理论体系。实现了物理学史上的第一次大一个完整的力学理论体系。实现了物理学史上的第一次大飞跃。飞跃。2 2、牛顿经典力学的影响、牛顿经典力学的影响有助于人类解释与预见物理现象，是经典物理学和天文有助于人类解释与预见物理现象，是经典物理学和天文学的基础，学的基础，标志标志人类科学时代的开始。人类科学时代的开始。（自然科学角度，（自然科学角度，实现了自然科学的第一次理论性大综合）实现了自然科学的第一次理论性大综合）牛顿力学和热学引发了第一次工业革命牛顿力学和热学引发了第一次工业革命（生产力和社会（生产力和社会发展角度）发展角度）为启蒙思想和唯物主义哲学奠定科学基础为启蒙思想和唯物主义哲学奠定科学基础（哲学角度）（哲学角度）4 当德国著名的当德国著名的 物理学家物理学家普朗克普朗克年轻时向他的年轻时向他的老师求教，是选择音乐还是物理学作为自己终身老师求教，是选择音乐还是物理学作为自己终身的职业时，得到的答复是：的职业时，得到的答复是：“物理学基本是一门已物理学基本是一门已经完成了的科学，因此，对于物理学的研究实际经完成了的科学，因此，对于物理学的研究实际上是不会有多大成果的。上是不会有多大成果的。” 当时许多物理学家认为：物理学的大厦已经当时许多物理学家认为：物理学的大厦已经 落落成，人类对自然界的认识已经到了尽头。成，人类对自然界的认识已经到了尽头。 经典力学创立以后，人们把经典力学看作绝对权威的经典力学创立以后，人们把经典力学看作绝对权威的理论，认为一切自然现象都可以用经典力学加以说明。理论，认为一切自然现象都可以用经典力学加以说明。事实果真如此吗？事实果真如此吗？5 物理学的新发现：物理学的新发现：X射线、放射性和电子的发射线、放射性和电子的发现，这三大发现都无法用经典物理学来解析，与经典现，这三大发现都无法用经典物理学来解析，与经典物理学的理论体系产生了尖锐的矛盾，揭示了经典物物理学的理论体系产生了尖锐的矛盾，揭示了经典物理学的局限性。理学的局限性。 经典物理学所研究的是经典物理学所研究的是人们日常生活中易于理人们日常生活中易于理解的宏观世界解的宏观世界，三大发现所揭示的却是人们没有直，三大发现所揭示的却是人们没有直接经验的微观现象。这就要求人们对物质的认识要接经验的微观现象。这就要求人们对物质的认识要提高到一个新的层次，物理学要进行一场彻底的变提高到一个新的层次，物理学要进行一场彻底的变革。革。6一、背景：一、背景：经典物理学的危机经典物理学的危机经典力学存在经典力学存在局限性局限性，面临着，面临着危机危机和和挑战挑战建立在建立在绝对时空观的理论绝对时空观的理论之上之上适用的范围主要是人们适用的范围主要是人们日常生活日常生活中的物理现象中的物理现象1、辉煌：、辉煌：2、危机：、危机：1719C牛顿经典力学日趋牛顿经典力学日趋完善和成熟、绝对权威完善和成熟、绝对权威的理论。的理论。19C末经典物理学无法解释末经典物理学无法解释新问题、新发现新问题、新发现。经典力学无法解释物理学研究中遇到的一些新问题：经典力学无法解释物理学研究中遇到的一些新问题：经典力学无法解释物理学研究中遇到的一些新问题：经典力学无法解释物理学研究中遇到的一些新问题：高速运动中的物理现象高速运动中的物理现象微观粒子的运动微观粒子的运动物理学面物理学面临的不仅临的不仅仅是危机，仅是危机，也是一场也是一场伟大的革伟大的革命命7想一想：根据事物发展的规律和过程，会有终极的的理想一想：根据事物发展的规律和过程，会有终极的的理论和真理吗？到了论和真理吗？到了1919世纪末期，经典物理学的发展又出世纪末期，经典物理学的发展又出现了什么问题？请同学们结合课本内容思考作答。现了什么问题？请同学们结合课本内容思考作答。显然不会。显然不会。 到到1919世纪末，经典物理学对世纪末，经典物理学对宏观宏观和和微观微观两个方两个方面出现的一系列新问题已无法作出解释，经典物面出现的一系列新问题已无法作出解释，经典物理学出现了理学出现了危机危机，科学家们把经典物理学的危机，科学家们把经典物理学的危机形象的比喻为形象的比喻为“晴空上漂浮着两朵乌云晴空上漂浮着两朵乌云”，一朵，一朵乌云与乌云与宏观世界里光的速度宏观世界里光的速度有关，一朵与有关，一朵与微观世微观世界里的热体辐射界里的热体辐射有关。有关。 8 “ “以太以太以太以太” ”是指被用来表示占据并充满整个宇宙的一种媒质。是指被用来表示占据并充满整个宇宙的一种媒质。是指被用来表示占据并充满整个宇宙的一种媒质。是指被用来表示占据并充满整个宇宙的一种媒质。 影响影响影响影响：由于由于由于由于“ “以太以太以太以太” ”的不存在，使得经典物理学赖以建立绝的不存在，使得经典物理学赖以建立绝的不存在，使得经典物理学赖以建立绝的不存在，使得经典物理学赖以建立绝对对对对时空观时空观时空观时空观受到了严峻的挑战。引起物理学的一场革命，在革受到了严峻的挑战。引起物理学的一场革命，在革受到了严峻的挑战。引起物理学的一场革命，在革受到了严峻的挑战。引起物理学的一场革命，在革命中量子论和相对论诞生了。命中量子论和相对论诞生了。命中量子论和相对论诞生了。命中量子论和相对论诞生了。9二、现代科学革命二、现代科学革命物理学革命物理学革命（2020世纪）世纪）1 1、相对论的创立、相对论的创立爱因斯坦爱因斯坦 爱因斯坦（爱因斯坦（Albert Einstein，1879-1955），）， 18791879年生于德国，是年生于德国，是举世闻名的德裔美国科学家，举世闻名的德裔美国科学家，现代现代现代现代物理学的开创者和奠基人物理学的开创者和奠基人物理学的开创者和奠基人物理学的开创者和奠基人。爱因斯爱因斯坦坦1900年毕业于苏黎士工业大学，年毕业于苏黎士工业大学，1909年开始在大学任教，年开始在大学任教，1914年任年任威廉皇家物理研究所所长兼柏林大威廉皇家物理研究所所长兼柏林大学教授。学教授。 1933年受希特勒迫害离开年受希特勒迫害离开德国移居美国德国移居美国, 爱因斯坦在物理学的爱因斯坦在物理学的许多领域都有贡献，比如建立狭义相对论并推广为广义相许多领域都有贡献，比如建立狭义相对论并推广为广义相对论、提出光的量子概念，并以量子理论解释光电效应、对论、提出光的量子概念，并以量子理论解释光电效应、辐射过程、固体比热等。辐射过程、固体比热等。1921年获诺贝尔物理学奖。年获诺贝尔物理学奖。10 思考中的晚年爱因斯坦思考中的晚年爱因斯坦青年时期的爱因斯坦青年时期的爱因斯坦作为科学家的爱因斯坦，他是窥见上帝秘密的人；作为科学家的爱因斯坦，他是窥见上帝秘密的人；作为思想家的爱因斯坦，他是窥见人间秘密的人。作为思想家的爱因斯坦，他是窥见人间秘密的人。 11（1）相对论的提出）相对论的提出1905年提出匀速运动体系的年提出匀速运动体系的狭义相对论狭义相对论1916年提出加速运动体系的年提出加速运动体系的广义相对论广义相对论（2 2）内容）内容光速不变原理光速不变原理相对性原理：相对性原理：二、现代科学革命二、现代科学革命物理学革命物理学革命（2020世纪）世纪）1 1、相对论的创立、相对论的创立爱因斯坦爱因斯坦时间、空间、运动、质量时间、空间、运动、质量是相对的，可以相互转化是相对的，可以相互转化12爱因斯坦关于相对论的比喻。爱因斯坦关于相对论的比喻。 为了对这一深奥的理论做通俗的说明，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：爱因斯坦曾经风趣地对一名男青年说：“我我打个比方，比如你屁股坐在火炉上烤和坐在打个比方，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？时间你觉得哪一个更长？”男青年说：男青年说：“当然当然坐在火炉上烤的时间觉得长久。坐在火炉上烤的时间觉得长久。” 这故事形象说明了时间和空间相这故事形象说明了时间和空间相对性。对性。13（1）相对论的提出）相对论的提出19051905年提出匀速运动体系的年提出匀速运动体系的年提出匀速运动体系的年提出匀速运动体系的狭义相对论狭义相对论狭义相对论狭义相对论19161916年提出加速运动体系的年提出加速运动体系的年提出加速运动体系的年提出加速运动体系的广义相对论广义相对论广义相对论广义相对论（2 2）内容）内容相对性原理：相对性原理：光速不变原理光速不变原理光速不变原理光速不变原理二、现代科学革命二、现代科学革命物理学革命物理学革命（2020世纪）世纪）1 1、相对论的创立、相对论的创立爱因斯坦爱因斯坦时间、空间、运动、质量是相对的，可以相互转化时间、空间、运动、质量是相对的，可以相互转化时间、空间、运动、质量是相对的，可以相互转化时间、空间、运动、质量是相对的，可以相互转化（研究高速运动物质）（研究高速运动物质）（3 3）意义）意义物理学：物理学领域物理学：物理学领域最伟大的革命最伟大的革命否定了否定了经典力学的经典力学的绝对时空观绝对时空观，揭示了，揭示了时空的相对性。解时空的相对性。解决了经典物理学的危机，解释不同运动状态的物质，创立决了经典物理学的危机，解释不同运动状态的物质，创立了全新的物理学世界，扩展了物理学应用的领域了全新的物理学世界，扩展了物理学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。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。思维：辩证的看待世界思维：辩证的看待世界14 如何理解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。较典型的现象是是绝对的，而是相对的。较典型的现象是运动运动的物体长度的物体长度变短（尺缩效应）、变短（尺缩效应）、运动运动的钟比静止的钟走得慢（钟慢效的钟比静止的钟走得慢（钟慢效应）、应）、运动运动的物体重量变大。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。不变的。153、相对论的意义：、相对论的意义：（1）解决了经典物理学的危机，）解决了经典物理学的危机，创造了一个全新的物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。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）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。供了辩证看待世界的途径。 17“相对论相对论”妙解妙解有一次，群众包围了从德国移居美国的科学家爱因斯有一次，群众包围了从德国移居美国的科学家爱因斯坦的住宅，要他用坦的住宅，要他用“最简单的话最简单的话”解释清楚他的解释清楚他的“相相对论对论”。当时，据说全世界只有几个高明的科学家看。当时，据说全世界只有几个高明的科学家看得懂他关于得懂他关于“相对论相对论”的著作。的著作。 爱因斯坦走出住爱因斯坦走出住宅，对大家说：宅，对大家说：“比方这么说比方这么说你同你最亲的人坐你同你最亲的人坐在火炉边，一个钟头过去了，你觉得好像只过了在火炉边，一个钟头过去了，你觉得好像只过了5 5分分钟！反过来，你一个人孤孤单单地坐在热气逼人的火钟！反过来，你一个人孤孤单单地坐在热气逼人的火炉边，只过了炉边，只过了5 5分钟，但你却像坐了一个小时。分钟，但你却像坐了一个小时。唔，这就是相对论！唔，这就是相对论！” ” 18 这就提醒人们甚至要敢于怀疑常识，勇于创新，这就提醒人们甚至要敢于怀疑常识，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。都有可能是不科学的。 问题探究问题探究 由于相对论的观点与人们的日常经验不太一致，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。些科学家在内的很多人的反对。1921年爱因斯坦获得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，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。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这说明了一个什么问题?可以给我们什么启发可以给我们什么启发?19爱因斯坦能够取得伟大成就有哪些条件爱因斯坦能够取得伟大成就有哪些条件? ?（1 1）科学的发展提供了基础；）科学的发展提供了基础；（2 2）科学发展的需要提供了动力；）科学发展的需要提供了动力；（3 3）个人坚持不懈勤奋追求真理的优秀）个人坚持不懈勤奋追求真理的优秀品质；品质；（4 4）科学的工作和研究方法。）科学的工作和研究方法。相对论与经典力学的关系相对论与经典力学的关系A、继承与发展、继承与发展 B、批判的继承与发展、批判的继承与发展 C、完全否定、完全否定20 材料解析题：材料解析题： 爱爱因因斯斯坦坦说说，在在牛牛顿顿时时代代，牛牛顿顿的的道道路路是是一一位位具具有有最最高高思思维维能能力力和和创创造造力力的的人人所所能能发发现现的的唯唯一一道道路路；牛牛顿顿所所创创造造的的概概念念，至至今今仍仍然然指指导着我们的物理学思想。导着我们的物理学思想。请回答：请回答： “牛顿时代牛顿时代”在物理学上指什么时代？在物理学上指什么时代？ 有有人人认认为为相相对对论论出出现现后后，牛牛顿顿在在历历史史上上的的光光辉辉完完全全被被摸摸掉掉。爱爱因因斯坦是如何评价牛顿的？你同意哪一种观点？说出你的理由。斯坦是如何评价牛顿的？你同意哪一种观点？说出你的理由。经典力学体系建立的时代经典力学体系建立的时代 爱因斯坦认为，牛顿爱因斯坦认为，牛顿“是一位具有最高思维能力和创造力的人是一位具有最高思维能力和创造力的人”，其理论对现代物理学仍然具有指导作用。，其理论对现代物理学仍然具有指导作用。 同意第一种：牛顿力学体系的建立是近代科学形成的标志，在同意第一种：牛顿力学体系的建立是近代科学形成的标志，在欧洲启蒙思想宣扬科学、反对封建神学的运动中发挥了极大的作用，欧洲启蒙思想宣扬科学、反对封建神学的运动中发挥了极大的作用，以牛顿力学为代表的经典物理学开创了一个崭新的科学时代。相对以牛顿力学为代表的经典物理学开创了一个崭新的科学时代。相对论是在经典物理学基础上发展起来的，两者之间是继承与发展而不论是在经典物理学基础上发展起来的，两者之间是继承与发展而不是相互排斥的关系。是相互排斥的关系。 21牛顿力学体系与爱因斯坦相对论的关系牛顿力学体系与爱因斯坦相对论的关系 1 、牛顿力学体系概括了物体宏观运动的规律，、牛顿力学体系概括了物体宏观运动的规律，这些定律有一个不容忽视的前提，即物体在低速这些定律有一个不容忽视的前提，即物体在低速运动的情况下这些定律才适用。运动的情况下这些定律才适用。 2 、爱因斯坦的相对论否定了牛顿的绝对时空观，、爱因斯坦的相对论否定了牛顿的绝对时空观，指出时间和空间的辩证关系，即时间和空间不是指出时间和空间的辩证关系，即时间和空间不是绝对不变的，而是随着物质的运动而变化的，并绝对不变的，而是随着物质的运动而变化的，并提出质量能量公式，加深了人们对物质和运动的提出质量能量公式，加深了人们对物质和运动的认识，在哲学和科学上都具有重大意义。认识，在哲学和科学上都具有重大意义。 3 、相对论发展了牛顿力学，牛顿力学只是相对、相对论发展了牛顿力学，牛顿力学只是相对论在低速运动状态下的一个特例。牛顿力学是整论在低速运动状态下的一个特例。牛顿力学是整个力学的基础，牛顿所创造的力学概念至今仍是个力学的基础，牛顿所创造的力学概念至今仍是物理学的重要思想。物理学的重要思想。22 相对论相对论构成了现代物理学的两大支柱之构成了现代物理学的两大支柱之一一.那么那么,现代物理学的另一个支柱又是什么现代物理学的另一个支柱又是什么呢呢?量子理论是现代物理学的另一大支柱。量子理论是现代物理学的另一大支柱。232 2、量子论的创立与发展、量子论的创立与发展（1 1）创立：）创立：普朗克提出普朗克提出量子假说量子假说普朗克普朗克（1858194718581947）生于）生于德国德国基尔。基尔。18791879年普朗克在慕尼黑大学获得博士年普朗克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位后，先后在慕尼黑大学和基尔大学任教。学任教。由于量子论创立由于量子论创立，普朗克获，普朗克获得得19181918年诺贝尔物理学奖年诺贝尔物理学奖。普朗克诚。普朗克诚恳，忠于职守，他的恳，忠于职守，他的 业余爱好是音乐，业余爱好是音乐，在这方面表现了专业艺术才干；另一在这方面表现了专业艺术才干；另一项业余爱好是他一直坚持到晚年的登项业余爱好是他一直坚持到晚年的登山运动。山运动。 二、现代科学革命二、现代科学革命物理学革命物理学革命（2020世纪）世纪）1 1、相对论的创立、相对论的创立爱因斯坦爱因斯坦24加热到不同温度的物体发出不同颜色的光加热到不同温度的物体发出不同颜色的光 科学家们为了总结科学家们为了总结热辐射规律，推导出两个公热辐射规律，推导出两个公式。但这两个公式的计算结果总是与实验结果不式。但这两个公式的计算结果总是与实验结果不相符合。相符合。 1900 1900年，为了解决热辐射理论上的疑点，德国年，为了解决热辐射理论上的疑点，德国物理学家普朗克提出了物理学家普朗克提出了量子假说量子假说：辐射像物质一辐射像物质一样，是由具有能量的基本单位量子来实现的样，是由具有能量的基本单位量子来实现的。252 2、量子论的创立与发展、量子论的创立与发展（1 1）创立：）创立： 普朗克提出普朗克提出量子假说量子假说二、现代科学革命二、现代科学革命物理学革命物理学革命（2020世纪）世纪）1 1、相对论的创立、相对论的创立爱因斯坦爱因斯坦（2 2）发展：）发展： 爱因斯坦提出爱因斯坦提出 光的量子理论光的量子理论玻尔提出玻尔提出 原子的量子理论原子的量子理论量子力学建立量子力学建立（研究微观粒（研究微观粒子运动规律）子运动规律）（3 3）意义意义人类对客观规律的认识：人类对客观规律的认识：带来许多划时代的技术创新：带来许多划时代的技术创新：宏观世界宏观世界宏观世界宏观世界微观世界微观世界微观世界微观世界半导体、激光器等半导体、激光器等半导体、激光器等半导体、激光器等直接推动了社会生产力的发展，从根本上改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变了人类的物质生活26共同点：共同点：从背景上看：从背景上看：从背景上看：从背景上看：1919世纪末，物理学得到极大发展，但世纪末，物理学得到极大发展，但世纪末，物理学得到极大发展，但世纪末，物理学得到极大发展，但是物理学一系列新的发现无法用经典物理学解释，这使是物理学一系列新的发现无法用经典物理学解释，这使是物理学一系列新的发现无法用经典物理学解释，这使是物理学一系列新的发现无法用经典物理学解释，这使得经典物理学陷入了危机，面临着挑战。得经典物理学陷入了危机，面临着挑战。得经典物理学陷入了危机，面临着挑战。得经典物理学陷入了危机，面临着挑战。从产生过程看，第一，都是科学大师们敢于向权威从产生过程看，第一，都是科学大师们敢于向权威从产生过程看，第一，都是科学大师们敢于向权威从产生过程看，第一，都是科学大师们敢于向权威挑战，追求真理的结果。第二，都经历了一个产生发展挑战，追求真理的结果。第二，都经历了一个产生发展挑战，追求真理的结果。第二，都经历了一个产生发展挑战，追求真理的结果。第二，都经历了一个产生发展完善的过程。完善的过程。完善的过程。完善的过程。 说明了社会意识是一定的社会存在的反映；任说明了社会意识是一定的社会存在的反映；任何事物的产生和发展都要经历一个曲折的过程。何事物的产生和发展都要经历一个曲折的过程。量子力学的产生和相对论的产生有什么共同点？量子力学的产生和相对论的产生有什么共同点？这说明了什么？这说明了什么？27（1 1）量子理论和相对论一起，共同构成了现代）量子理论和相对论一起，共同构成了现代物理物理学的基础。学的基础。（2 2）量子理论和相对论弥补了经典物理学在）量子理论和相对论弥补了经典物理学在宏观世宏观世界和微观的粒子世界界和微观的粒子世界的不足，大大开阔了人们的视的不足，大大开阔了人们的视野，改变了人们看世界的角度和方式。野，改变了人们看世界的角度和方式。（3 3 3 3）量子理论和相对论不仅对物理科学本身，对量子理论和相对论不仅对物理科学本身，对自自然科学然科学，而且对整个人类的，而且对整个人类的思维思维都产生了不可磨灭都产生了不可磨灭的影响。的影响。三、现代科学革命的意义三、现代科学革命的意义（4）在量子论的基础上发展起来的量子力学，）在量子论的基础上发展起来的量子力学，极大地促进了极大地促进了原子核物理原子核物理等科学的发展，人类从等科学的发展，人类从此进入了此进入了核能时代。核能时代。28 爱因斯坦根据相对论的观点提出质能转换理论后，爱因斯坦根据相对论的观点提出质能转换理论后， 1939年年8月月2日，爱因斯坦出于对人类命运的极大关注，日，爱因斯坦出于对人类命运的极大关注，曾致信美曾致信美国总统罗国总统罗斯福，建议美国研制原子弹，以便在二战中尽快战胜法西斯国家。斯福，建议美国研制原子弹，以便在二战中尽快战胜法西斯国家。1945年年8月，美国先后在日本的广岛、长畸投下两颗原子弹，加速月，美国先后在日本的广岛、长畸投下两颗原子弹，加速了日本法西斯的投降，但对无辜平民的伤害也同样令全世界震惊。了日本法西斯的投降，但对无辜平民的伤害也同样令全世界震惊。爱因斯坦为此非常懊悔。爱因斯坦为此非常懊悔。他痛心地说，他痛心地说，“早知如此，我宁可当个修早知如此，我宁可当个修表匠！表匠！”从这件事中，从这件事中，我们能得到什么启发？我们应如何对待科学我们能得到什么启发？我们应如何对待科学我们能得到什么启发？我们应如何对待科学我们能得到什么启发？我们应如何对待科学的发展？的发展？的发展？的发展？ 科科科科学学学学理理理理论论论论对对对对科科科科学学学学技技技技术术术术的的的的发发发发展展展展有有有有巨巨巨巨大大大大的的的的推推推推动动动动作作作作用用用用，但但但但科科科科学学学学技技技技术术术术本本本本身身身身是是是是一一一一把把把把双双双双刃刃刃刃剑剑剑剑。科科科科技技技技能能能能造造造造福福福福人人人人类类类类，推推推推动动动动生生生生产产产产力力力力水水水水平平平平的的的的提提提提高高高高，但但但但如如如如果运用不当，也能危害人类。果运用不当，也能危害人类。果运用不当，也能危害人类。果运用不当，也能危害人类。有高度社会责任感的人，通常是具有良心的智识者。有高度社会责任感的人，通常是具有良心的智识者。要要敢于质疑，勇于创新、实践出真知敢于质疑，勇于创新、实践出真知 （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（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）科学的）想一想？想一想？29物理学的发展物理学的发展给了我们什么样的给了我们什么样的启示启示？敢于质疑敢于质疑勇于创新勇于创新 实践出真知实践出真知追求科学精神积积淀淀人人文文底底蕴蕴30现现 代代 科科 学学 革革 命命背景：经典物理学的危机背景：经典物理学的危机 内容内容（两大支柱）（两大支柱）相对论相对论量子论量子论内容：狭义相对论与广义相内容：狭义相对论与广义相对论；相对性原理与光速不对论；相对性原理与光速不变原理变原理 意义：意义：历程：普朗克的量子假说，历程：普朗克的量子假说，爱因斯坦的光的量子理论；爱因斯坦的光的量子理论；玻尔的原子玻尔的原子 意义：意义：影响：构成了现代物理学的基础，影响：构成了现代物理学的基础， 改变了人们看世界的角度和方式，改变了人们看世界的角度和方式， 对人类的思维产生了影响对人类的思维产生了影响 31能力提升爱因斯坦相对论与牛顿经典力学的关系：爱因斯坦相对论与牛顿经典力学的关系：部分否定：部分否定：否定了牛顿绝对时空观，提出时间和空间不是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。绝对不变的，是相对的。继承发展：继承发展：牛顿力学是相对论力学低速状态时的一个特例。牛顿力学是相对论力学低速状态时的一个特例。321、爱因斯坦相对论的提出是物理学领域的一场重大、爱因斯坦相对论的提出是物理学领域的一场重大 革命，主要是因为革命，主要是因为 否定了经典力学的绝对时空观否定了经典力学的绝对时空观 揭示了时间、空间并非绝对不变的本质属性揭示了时间、空间并非绝对不变的本质属性 打打破了经典力学体系的局限性破了经典力学体系的局限性 使人类对客观世界的使人类对客观世界的认识开始从宏观世界深入到微观世界认识开始从宏观世界深入到微观世界A B C D 2、 现代物理学的基础是现代物理学的基础是A、牛顿力学、牛顿力学 B、相对论、相对论 C、量子假说、量子假说 D、量子理论、相对论、量子理论、相对论课堂小结课堂小结:3、下列哪一理论的提出，使人类对微观世界的基本认识、下列哪一理论的提出，使人类对微观世界的基本认识有了革命性的进步（有了革命性的进步（ ） A、自由落体运动规律的提出、自由落体运动规律的提出 B、相对论的提出、相对论的提出 C、量子论的提出、量子论的提出 D、万有引力定律的提出、万有引力定律的提出334、下列表述不正确的是、下列表述不正确的是A、牛顿创立的经典力学是经典物理学的基础、牛顿创立的经典力学是经典物理学的基础B、经典物理学所适用的主要是日常生活中的物理现象、经典物理学所适用的主要是日常生活中的物理现象C、相对论的提出证明经典的物理学是完全错误的、相对论的提出证明经典的物理学是完全错误的D、量子理论使人类对微观世界的基本认识有了革命性、量子理论使人类对微观世界的基本认识有了革命性的进步的进步5、海王星的发现是根据、海王星的发现是根据A、哥白尼日心说的推算、哥白尼日心说的推算 B、牛顿理论的推测、牛顿理论的推测C、法拉第演说计算、法拉第演说计算 D、爱因斯坦对时间、空间属性的揭示、爱因斯坦对时间、空间属性的揭示346 6、称为物理学领域最伟大革命成就是（、称为物理学领域最伟大革命成就是（ ） A A、牛顿力学体系创立、牛顿力学体系创立 B B、爱因斯坦相对论的提出、爱因斯坦相对论的提出C C、海王星、冥王星的发现、海王星、冥王星的发现 D D、普朗克提出量子假说、普朗克提出量子假说7 7、相对论两个基本原理是：、相对论两个基本原理是：相对性原理相对性原理 质量守恒定律质量守恒定律 光速不变理论光速不变理论 万万有引力定律（有引力定律（ ） A A、 B B、 C C、 D D、8 8、下列有关爱因斯坦的相对论力学与牛顿力学关系、下列有关爱因斯坦的相对论力学与牛顿力学关系的表述，比较准确的是（的表述，比较准确的是（ ）A A、前者否定后者、前者否定后者 B B、前者概括后者、前者概括后者 C C、前者解释后者、前者解释后者 D D、前者发展后者、前者发展后者35 9 9、经典力学与中世纪的自然观和方法论相比，、经典力学与中世纪的自然观和方法论相比，最显著的特征是最显著的特征是 注重实验注重实验 数学化数学化 体现微观世界体现微观世界 经验法经验法 A. B. C. D. A. B. C. D. A 10 10、下列物理学成就取得的先后顺序排列正确的、下列物理学成就取得的先后顺序排列正确的是是 落体定律落体定律 万有引力定律万有引力定律 狭义相对论狭义相对论 量子论量子论 A. B. A. B. C. D. C. D. D36 1111、牛顿在科学上贡献是多方面的，最重要的、牛顿在科学上贡献是多方面的，最重要的是在力学方面，下面关于牛顿的表述不正确的是在力学方面，下面关于牛顿的表述不正确的是是( ( ） A. A.除了在力学方面的重大贡献外，还是微积除了在力学方面的重大贡献外，还是微积分的发明人之一分的发明人之一 B. B.著有科学巨著自然哲学的数学原理著有科学巨著自然哲学的数学原理 C. C.他推测出了海王星和冥王星的存在他推测出了海王星和冥王星的存在 D. D.他提出了三大定律和万有引力定律他提出了三大定律和万有引力定律C373 3、下列表述不正确的是、下列表述不正确的是 （ ）A A 牛顿创立的经典力学是经典物理学的基础牛顿创立的经典力学是经典物理学的基础B B 经典物理学所适用的主要是日常生活中的物理经典物理学所适用的主要是日常生活中的物理现象现象C C 相对论的提出证明经典物理学是完全错误的相对论的提出证明经典物理学是完全错误的D D 量子论使人类对微观世界的基本认识有了革命量子论使人类对微观世界的基本认识有了革命性进步性进步1 1、2020世纪初，为物理学发展带来革命性变化的是世纪初，为物理学发展带来革命性变化的是 A A 牛顿力学牛顿力学 B B 经典物理学经典物理学 C C 相对论相对论 D D 电磁学电磁学C2 2、现代物理学的基础和两大支柱是、现代物理学的基础和两大支柱是 （ ）牛顿力学牛顿力学 相对论相对论 量子论量子论 分子论分子论 A B C D A B C D DC巩固练习：巩固练习：巩固练习：巩固练习：384 4、打破了经典物理学的绝对化思维，为人们提供、打破了经典物理学的绝对化思维，为人们提供了辨了辨 证地看待世界的途径的成就是证地看待世界的途径的成就是 （）（） A A 相对论的提出相对论的提出 B B 量子理论量子理论 C C 量子假说量子假说 D D 万有引力定律万有引力定律A5 5、爱因斯坦的相对论与牛顿力学体系的关系是、爱因斯坦的相对论与牛顿力学体系的关系是 A A 完全继承完全继承 B B 完全否定完全否定 C C 有否定，有发展有否定，有发展 D D 没有关系没有关系C6 6、相对论的主要内容不包括、相对论的主要内容不包括 （ ） A A 时间和空间随着物质的运动而变化时间和空间随着物质的运动而变化 B B 时间和空间是不变的时间和空间是不变的 C C 物质的质量随着运动速度的变化而变化物质的质量随着运动速度的变化而变化 D D 质量和能量是可以互相转化的质量和能量是可以互相转化的B397 7、1919世纪末，以牛顿力学为基础的经典物理学出世纪末，以牛顿力学为基础的经典物理学出现危机的根本原因是现危机的根本原因是 （）（） A A 经典物理学不够完善经典物理学不够完善 B B 经典物理学自身的局限性经典物理学自身的局限性 C C 物理学出现一系列新发现物理学出现一系列新发现 D D 经典物理学仅能解释地球上的物理现象经典物理学仅能解释地球上的物理现象B8 8、普朗克提出量子论是为了解决、普朗克提出量子论是为了解决 （）（）A A 热辐射理论上的疑点热辐射理论上的疑点 B B 天体物理学上的疑点天体物理学上的疑点 C C 热力学上的疑点热力学上的疑点 D D 电磁学上的疑点电磁学上的疑点A9 9、下列成就中使人类对微观世界的基本认识有了、下列成就中使人类对微观世界的基本认识有了革命性进步的是革命性进步的是 （）（） A A 相对论相对论 B B 牛顿力学牛顿力学 C C 经典物理学经典物理学 D D 量子论量子论D401010、“谁企图在真理和认识的领域内要求人们认谁企图在真理和认识的领域内要求人们认为他是不可动摇的权威为他是不可动摇的权威 ，那他就要在上帝的嘲笑，那他就要在上帝的嘲笑声中垮台。声中垮台。”能说明这一论断的最有力证据是能说明这一论断的最有力证据是 （）（） A A 爱因斯坦提出相对论爱因斯坦提出相对论 B B 诺贝尔发明高爆安全炸药诺贝尔发明高爆安全炸药 C C 牛顿建立经典力学牛顿建立经典力学 D D 玻尔提出原子的量子理论玻尔提出原子的量子理论A1111、下列物理学成就取得的先后顺序应该是、下列物理学成就取得的先后顺序应该是 （）（）自由落体定律自由落体定律 万有引力定律万有引力定律狭义相对论狭义相对论 量子论量子论 A B C D A B C D D411212、爱因斯坦相对论的提出是物理学领域的一场、爱因斯坦相对论的提出是物理学领域的一场重大革命，主要是因为重大革命，主要是因为 否定了经典力学的绝对时空观否定了经典力学的绝对时空观 揭示了时间、空间并非绝对不变的本质属性揭示了时间、空间并非绝对不变的本质属性 打破了经典力学体系的局限打破了经典力学体系的局限 性性 使人类对客观世界的认识开始从宏观世界深入使人类对客观世界的认识开始从宏观世界深入到微观世界到微观世界A B C D A B C D A42