近代物理学

３、相对论建立的意义
①相对论的建立是对近代物理学 理论框架的重大突破，深刻揭示 了空间和时间的本质属性． ②这种全新的时空观，运动观和 物质观的形成，是人类思想发展 史中的一次根本性变革。
项目 牛顿 牛顿 力学 体系 狭义 与 狭义 相对 论 狭义 狭义 相对 论 与 广义 广义 相对 论
区别
关系（地位）
地心说
中世纪时，基督教会宣扬的宇宙观是宇宙是一个 封闭的大盒子或大帐篷，天是盒（篷）盖，地是盒 （篷）底，圣地耶路撒冷居盒（篷）底的中央，日月 星辰悬挂在盖上，此即所谓的“宇宙帐篷说”。后来， 亚里士多德和托勒密所提出的希腊宇宙体系逐渐深入 人心，托马斯· 阿奎那将亚里士多德理论融入基督教 神学之后，地心理论即获得了正统地位。地球居宇宙 中心的思想被赋予了宗教意义，人类及其居住的地球 被置于上帝的怀抱之中，沐浴着上帝的光辉，并被圣 恩所笼罩。上帝位处宇宙的最外层，推动着宇宙的运 行，注视着人类的一举一动。
一、牛顿力学体系
1、牛顿力学产生前的学说
（1）亚里士多德的学说
（2）伽利略的贡献
创立了自由落体定律
2、牛顿力学速度定律 作用和反作用力定律
（1）产生过程
万有引力定律 ①准确算出了地球的平均密度 和扁平率
（2）理论的科学性和 预见性
②正确地解释了潮汐的成因 ③发现了海王星
狭义相对论发表100周年，也许全世界只有几十个人 能完全理解他的真谛，但这并不能掩盖相对论对人类生活 的巨大改变。关于相对论，有人说：这个形式简洁优美的 理论蕴藏了太多令人惊讶的内容，100年来，人们时时从 中悟出宇宙层出不穷的奥秘，直到今天，这里还有很多内 容没有被我们悟透。……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，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。”
质疑与思考：经典力学体系是最完美的物理 学理论吗？ 19世纪末，面对经典物理学近乎完美 的发展，有的物理学家表示：“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。” 高速运动的微观粒子发生的现象， 是经典力学无法解释的！
量子论和相对论是现代物理学的两大支 柱，量子论的形成标志着人类对于客观规律 的认识，开始从宏观世界深入到微观世界。 量子力学和狭义相对论结合形成原子核 物理学，指导制造原子弹、氢弹和建立核电 站。量子力学还为电子技术、半导体技术和 激光技术等奠定了理论基础。
世界近代科学是从中世纪的神学中解放出来从而得 到发展的，并对人类生活的各个方面产生深远的影响。 17世纪牛顿力学体系的建立，将天上和地上的物质运 动第一次加以理论性的概括和综合，反映了宏观物体低 速运动的客观规律，是近代科学形成的标志；哈维的血 液循环标志现代生物学的建立。19世纪初到20世纪初, 科学技术长足发展，细胞学说、生物进化论、相对论是 这一时期的突出成就；第一次工业革命的开展，蒸汽机 的发明使人类进入到蒸汽时代。法拉第发现电磁感应现 象，以电的发明为明显特征的第二次工业革命把人类推 进到电气时代。科学发展并和技术相结合推动了人类社 会的进步。到20世纪40、50年代，电子计算机的应用 等使人类进入到第三次工业革命时期。
对地球认识的变化
课标要求
• 知道经典力学的主要内容和伽利略、牛顿对经典 力学建立的主要贡献；认识经典力学在近代自然 科学理论发展中的历史地位。知道相对论的主要 内容，了解爱因斯坦创立相对论的史实；认识相 对论提出的意义。 • 知道量子理论的主要内容。了解普朗克提出量子 理论、爱因斯坦把量子理论推广到光学中的史实。 认识量子理论提出的意义。
２、量子理论的意义
①量子力学成为反映自然界基本规律的 理论体系，指导着人们向物质运动的各 个层面进行深入探讨。 ②量子理论让人们从根本上改变了近 代物理学中的传统观念，使物理学乃 至整个自然科学的观念都发生了重大 变革。
三、相对论
阅读课文思考下列问题：相对论是主要研究什么问题的？ 相对论分为哪两部分？
宏观物体低速运 动的客观规律 狭义相对论打破绝对时间 和绝对空间，牛顿力学是 相对论的一种特例。但不 宏观物体高速运 是牛顿力学对全盘否定, 动的客观规律 而是继承和发展。
适用于高速运动 中的匀速运动体 系 广义相对论第一次阐述四 维时空和物质分布相联系 适用于高速运动 的的重要思想。 中的加速运动体 系
英国著名的哲学家休谟曾说：“我们被放在这有 如戏院的世界上，每个事件的起源和缘由却完全 隐瞒不让我们知道，我们既没有足够的智慧预见 未来，也没有能力防止那些使我们不断受伤害的 不幸事件发生。我们被悬挂在永恒的疑惧之 中……” ——《大国崛起》解说词 三百年前，人类的思想还充斥着迷信和恐惧，水 为什么往低处流？太阳为什么升起落下？这些今 天看来简单之极的问题，在当时却是根本无法认 识和把握的。直到牛顿出现，人类才终于结束了 这种状态。 ——《大国崛起》解说词
著作： 《自然哲学的数学原理》
1687年，他提出了物 体机械运动的三大定律和 万有引力定律，创建牛顿 力学体系。
３、牛顿力学体系建立的意义是什么？
①牛顿的运动三定律构成了近代力学体 系的基础, 成为整个近代物理学的重要 支柱。
②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。 ③成为近代科学形成的标志。
二、量子理论
1、量子论的诞生与发展──普朗克
标志： 《关于正常光谱能量分布定律
的理论》
发展：（1）德国爱因斯坦：解释光电
效应，得出光具有波粒二象性；
（2）法国德布罗意：提出物质波理论； （3）奥德物理学家：建立量子力学
量子论确实深奥难懂，甚至连量子论奠基人之一 的玻尔都说：“如果谁不为量子论而感到困惑， 那他就是没有理解量子论。”
近 代 物 理 学 的 奠 基 人 和 革 命 者
经典力学 体系的创 立和发展
伽利略是经典力学的奠 基者(自由落体定律）
牛顿是经典力学的建 立者（运动三定律和 万有引力定律） 量子理论的诞生 ( 从普 朗克到爱因斯坦) 相对论的建立（爱因 斯坦）
现代物理 学理论的 发展
１、狭义相对论
1905年爱因斯坦发表《论动体的电动力学》， ①创立 创立了狭义相对论
时间和空间都与物质运动有关
②内容：
时间和空间随着物质运动速度的变化而变化 否认了牛顿力学的绝对时空观
③狭义相对 论的影响
继承和发展了牛顿力学 奠定了利用原子能的理论基础
２、广义相对论
①提出:1916年 ②内容：广义相对论认为，物质存在的现实空 间不是平坦的，而是弯曲的，空间的结构取决 于物质的质量及其分布情况，空间弯曲的程度 体现为引力场强度。 ③意义 第一次阐述了四维时空和物质 的分布相联系的重要思想