E从牛顿到爱因斯坦精品PPT课件
牛顿与爱因斯坦
2、电气时代。电气技术的应用，引发 了第二次工业革命，人类社会进入 “电气时代”。电力成为 工业发展的 主要动力。电灯、电话、电报、电车、 电影、无线电、广播电台的相继问世， 改善了信息交流，便捷了交通运输， 加强了世界各地联系，丰富了人们的 娱乐生活，使世界面貌大为改观。
3、信息时代。互联网的诞生，标志着 信息时代到来，人类进入信息化社会。 人类正面临一个蓬勃发展的全新的文 明形态。网络与社会生活融为一体， 把人类推向一个新的生活空间。
数码相机 假期你和家人轻松郊游。当你打开数码相机，准 备摄下家人温馨的笑容时，要先感谢爱因斯坦。从镜 头飞进来的光子会把半导体里的电子挤走，这同样利 用了宝贵的光电效应。
控制X射线的能量 假如你长了一个肿瘤，幸亏是良性的，但因长在 胸腺上，手术后需要放射治疗。医生在为你实施放射 治疗前，需要估计X射线可能对你细胞造成的伤害，根 据就是爱因斯坦的E=mc2（即能量=质量乘光速平方）
关于达尔文
达尔文（1809～1882）出生在英国，祖父和 父亲都是有名的医生。他从小就活泼好动，喜欢 采集昆虫，特别热衷于打猎和骑马旅行.
16岁时，为了让他将来继承祖业，父亲送他 到爱西堡大学学医。但他对医学并不感兴趣，常 到海边向人学习采集生物标本，对动物进行解剖、 分类和作观察记录。
达尔文（1809—1882）
“全世界科学家一致公认:他的天才思 想带来了一系列令人炫目的技术革新，100 年间的变化超过了过去2000年的总和。计算 机、人造卫星、通讯技术、激光、电视和原 子能，无一不与他所揭示的理论有关。” ——李政道
达尔文认为长颈鹿的进化原因是：长颈鹿 产生的后代超过环境承受能力（过度繁殖）； 它们都要吃树叶而树叶不够吃（生存斗争）； 它们有颈长和颈短的差异（遗传变异）；颈长 的能吃到树叶生存下来，颈短的却因吃不到树 叶而最终饿死了（适者生存）。
物理学习的故事从牛顿到爱因斯坦科学家的传奇
物理学习的故事从牛顿到爱因斯坦科学家的传奇物理学是自然科学中的一门重要学科，研究宇宙的基本规律和物质的本质。
在物理学的发展历程中，有许多伟大的科学家为其作出了巨大贡献。
其中，牛顿和爱因斯坦被誉为两位最具代表性的物理学家，他们的研究成果和科学贡献不仅是物理学习的宝贵财富，更是人类智慧的结晶。
一、牛顿的力学革命物理学研究的历史可以追溯到古代，但真正的科学体系在牛顿时代开始形成。
牛顿在17世纪提出了经典力学的基本原理，成为物理学和自然科学的奠基人之一。
牛顿的“三大定律”是经典力学的核心。
他的第一定律表明了物体在没有外力作用下将保持静止或匀速直线运动的状态，第二定律描述了物体的加速度与力和质量之间的关系，而第三定律阐述了作用力与反作用力之间的平衡。
牛顿还运用他的力学定律解释了行星运动、地球引力等重要现象。
他的万有引力定律揭示了物体之间的相互作用力与其质量和距离的关系，为后来的天文学研究提供了重要基础。
牛顿的贡献不仅仅停留在力学领域，他还是微积分学的奠基人。
牛顿的微积分为研究连续体运动和变化提供了强有力的工具，对后来的科学研究和发展起到了极其重要的推动作用。
二、爱因斯坦的相对论革命20世纪初，爱因斯坦提出了相对论，彻底改变了人们对时空和物质运动的认识。
他在相对论的基础上构建了广义相对论，进一步深化了对引力和宇宙结构的理解。
相对论提出了相对性原理，即物理定律在所有惯性参考系中都是相同的。
这一观点打破了牛顿力学的框架，重新定义了时间、空间和质量的概念。
爱因斯坦的相对论还预言了一些独特的现象，例如时间的变化、质量的增加以及光的弯曲等。
这些预言在后来的实验中得到了验证，极大地推动了物理学的发展。
广义相对论将引力视为时空弯曲所导致的物体运动，在描述极端情况下的引力场和宇宙结构时具有重要意义。
它为黑洞、宇宙膨胀以及引力波等领域的研究提供了理论基础。
爱因斯坦的相对论革命了人们对物质、能量和宇宙的认识，对现代科学和技术的发展产生了深远的影响。
从牛顿到爱因斯坦经典力学与相对论
从牛顿到爱因斯坦经典力学与相对论牛顿是科学史上最重要的人物之一，他的经典力学理论奠定了物理学的基础。
然而，当爱因斯坦推出相对论时，传统的经典力学理论受到了挑战。
本文将讨论从牛顿到爱因斯坦的经典力学与相对论之间的关系以及它们对物理学的影响。
1. 牛顿力学的奠基在17世纪，牛顿提出了三大经典力学定律，也被称为牛顿运动定律。
第一定律描述了物体的惯性，即物体会保持匀速直线运动或静止状态，除非有外力作用。
第二定律关注物体的运动状态，力的大小与物体的质量和加速度成正比。
第三定律表明力是相互作用的，作用力和反作用力大小相等、方向相反。
这些定律成为古典力学研究的基础，解决了众多物体运动和力的问题。
2. 牛顿力学的应用牛顿力学的应用广泛，许多重要的物理概念通过它得以解释。
例如，引力定律通过牛顿万有引力定律得以解释，该定律描述了两个物体之间的吸引力与它们的质量和距离的关系。
这导致了行星运动的解释和天体力学的发展。
此外，通过受力分析，可以解释悬挂物体的运动和弹性体的行为，从而为许多实际工程问题提供解决方案。
尽管牛顿力学在许多情况下非常准确和实用，但是在高速和高重力场下存在局限性。
随着科学的进步，人们开始意识到在一些特殊情况下，牛顿力学理论无法解释观察到的现象。
3. 爱因斯坦的相对论爱因斯坦的特殊相对论是从相对运动的角度重新审视物理规律的革命性理论。
这个理论扩展了牛顿力学的领域，解决了高速物体运动和光速不变性的问题。
特殊相对论的两个基本原则是相对性原理和光速不变原理。
它揭示了时间和空间的相对概念，并提出了著名的质能关系E=mc²。
爱因斯坦的广义相对论进一步扩展了特殊相对论，提出了引力的几何解释。
广义相对论将引力视为物体在时空中曲率造成的。
这个理论在解释行星和星系的运动、黑洞和宇宙学等方面取得了重大成就。
它也解决了牛顿力学无法解释的万有引力场的传播问题，引入了引力波的概念。
4. 经典力学与相对论的关系牛顿力学与相对论之间的关系是在中低速和低重力情况下，相对论退化为牛顿力学。
爱因斯坦与牛顿的一生1精品PPT课件
微积产生的初期，由于还没有建立起巩固的理论基础，被 有受别有用心者钻空子。更因此而引发了著名的第二次数学危 机。这个问题直到十九世纪极限理论建立，才得到解决。
在爱因斯坦小的时候，有一天德皇军队通过慕尼黑的市街，好奇的人们都涌向窗前喝彩助兴， 小孩子们则为士兵发亮的头盔和整齐的脚步而向往，但爱因斯坦却恐惧得躲了起来，他既瞧不起 又害怕这些“打仗的妖怪”，并要求他的母亲把他带到自己永远也不会变成这种妖怪的国土去。 中学时，母亲满足了爱因斯坦的请求，把他带到意大利。爱因斯坦放弃了德国国籍，可他并不申 请加入意大利国籍，他要做一个不要任何依附的世界公民……大战过后，爱因斯坦试图在现实的 基础上建立他的世界和平的梦想，并且在“敌国”里作了一连串“和平”演说。他的思想和行动， 使他险遭杀身之祸：一个抱有帝国主义野心的俄国贵族女刺客把枪口偷偷对准了他；德国右翼刺 客们的黑名单上也出现了阿尔伯特·爱因斯坦的名字；希特勒悬赏两万马克要他的人头。为了使自 己与这个世界保持“和谐”，爱因斯坦不得不从意大利迁到荷兰，又从荷兰迁居美国，而且加入 了美国国籍。他认为，在美国这个国度里，各阶级的人们都能在勉强过得去的友谊中共存下去。 （节选自《应用写作》学术月刊1985年第5-6期《爱因斯坦的反省》）
牛顿在科学上最卓越的贡献是微积分和经典力学的创建。
Page 3
创建微积分 牛顿在数学上最卓越的成就是创建微积分。他超越前人的 功绩在于，他将古希腊以来求解无限小问题的各种特殊技巧统 一为两类普遍的算法－－微分和积分，并确立了这两类运算的 互逆关系，如：面积计算可以看作求切线的逆过程。
人类群星的科学传奇：从牛顿到爱因斯坦
人类群星的科学传奇：从牛顿到爱因斯坦人类历史上有许多科学家，他们通过不懈的努力和研究为我们揭示了自然界的奥秘，推动了科学的进步。
本文将以牛顿和爱因斯坦为例，探讨他们的卓越贡献及其在科学领域的传奇地位。
牛顿是17世纪英国物理学家和数学家，他被公认为自然科学史上最伟大的科学家之一。
他的三大定律和万有引力定律奠定了经典物理学的基础。
牛顿的第一定律揭示了物体在没有外力作用下保持静止或匀速直线运动的惯性特性。
第二定律则描述了物体在受到力的作用下所产生的加速度与力的关系。
最重要的是，牛顿的第三定律揭示了作用力和反作用力的相互作用，这一基本原理对于理解许多自然现象至关重要。
而牛顿的万有引力定律则彻底改变了人们对宇宙的认知。
他的定律揭示了物体之间的引力与物体质量和距离的关系，从而解释了行星运动、月球引潮力等现象。
牛顿通过其定律的推导和证明，建立了一个完整而统一的物理学体系，对于后来的科学发展起到了重要的推动作用。
然而，最让众人为之惊叹的是爱因斯坦的相对论理论。
爱因斯坦是20世纪最重要的科学家之一，他的相对论是人类科学史上的一次革命。
相对论剔除了牛顿时空观的绝对性，提出了时空的弯曲以及质量与能量的等效性。
爱因斯坦的相对论推翻了牛顿力学在高速运动和引力场中的应用，为我们理解宇宙的本质带来了全新的视角。
特别是狭义相对论，它揭示了时间和空间不是绝对不变的，而是随着物体的运动状态而发生变化。
这一理论激发了许多理论物理学家和实验物理学家的兴趣，推动了现代物理学的发展。
而爱因斯坦的广义相对论更是引起了全球范围内的轰动。
广义相对论将重力解释为时空的弯曲，解释了黑洞和引力波等神秘现象，对宇宙演化、宇宙起源和宇宙结构的研究起到了重要的推动作用。
牛顿和爱因斯坦都是科学史上的巨星，他们的工作改变了我们对世界的认知，推动了科学的进步。
他们不仅是理论家，更是实践者。
牛顿通过实验和观察提出了他的理论，爱因斯坦通过数学和推理推导出了他的相对论。
物理学的历史从牛顿到爱因斯坦
物理学的历史从牛顿到爱因斯坦物理学是研究物质、能量和宇宙结构的科学。
它的历史可以追溯到古代，但从牛顿到爱因斯坦的时期是其发展的重要阶段。
在这个时期内，牛顿和爱因斯坦都为物理学做出了革命性的贡献，从而推动了物理学的进一步发展。
牛顿是17世纪英国的一位杰出科学家，在物理学的历史上具有重要地位。
他以他的三大定律和万有引力定律而闻名于世。
牛顿三大定律奠定了经典力学的基础，描述了物体运动的规律。
万有引力定律则解释了天体之间相互作用的力，从而成功地解释了行星运动的规律。
牛顿的工作为后来的科学家提供了巨大的启示，推动了整个物理学领域的发展。
然而，牛顿的理论却难以解释一些实验结果，特别是在高速运动和微观尺度上。
这促使了爱因斯坦在20世纪初提出了相对论。
爱因斯坦的相对论在牛顿力学基础上进行了全面的修正和扩展，对物体在高速运动和引力场中的行为进行了描述。
相对论提出了一种新的观念，即时空是弯曲的，物质会影响时空的几何结构，同时物体的质量和能量也会影响时空的形状。
爱因斯坦的相对论对我们对宇宙的认识产生了深远的影响，并成为现代物理学的重要理论基础。
除了相对论，爱因斯坦还为物理学做出了其他重要贡献。
他提出了光量子假说，解释了光电效应的现象，并为量子力学的发展做出了重要贡献。
爱因斯坦的工作对于我们理解微观世界的行为和性质有着重要意义，对量子力学等领域的发展产生了深远影响。
牛顿和爱因斯坦的贡献不仅局限于他们的理论本身，更重要的是他们的工作激励了许多其他科学家的研究。
他们的成就为物理学奠定了坚实的基础，为后来的科学家提供了启发和指导。
由于牛顿和爱因斯坦的工作，物理学得以持续发展并产生了更多的理论和实验成果。
物理学的历史从牛顿到爱因斯坦的时期见证了人类对自然世界认识的巨大飞跃。
牛顿的经典力学为我们解释了宏观世界的运动规律，而爱因斯坦的相对论则提供了解释微观和宏观世界行为的框架。
这两位伟大科学家的工作不仅对物理学有着重要意义，也对整个科学领域产生了深远影响。
物理学中的经典理论
物理学中的经典理论：从牛顿到爱因斯坦物理学是一门研究物质、能量和它们之间的相互作用的科学。
它从古至今经历了许多发展和演变，其中最基础的理论就是经典理论。
经典理论是在17世纪和18世纪间由一系列伟大的科学家如牛顿、伽利略和莱布尼茨等创立的。
本文将详细介绍物理学中的经典理论，并探讨其对我们理解世界的重要性。
牛顿的万有引力定律是经典物理学中最基本的理论之一。
它描述了两个物体之间的引力是如何受到它们的质量和距离影响的。
这个定律解释了为什么月球会绕着地球旋转，为什么苹果会掉落到地上，以及为什么行星会绕着太阳运动。
牛顿的万有引力定律在太空探索、海洋学和工程学等领域都得到了广泛应用。
牛顿的第二定律是另一个经典物理学的重要理论，它描述了物体受到的力是如何影响其运动的。
这个定律表明，一个物体在某一方向上的受力等于该方向上的质量乘以该方向上受力所产生的加速度。
这个原理在各种机械和设备的运作中起到了关键作用，包括汽车、飞机和火箭等。
在经典物理学中，光的传播被描述为一种波动现象，这就是光的波动理论。
这个理论是由牛顿、惠更斯和菲涅尔等科学家提出的，他们认为光是由一系列的波动组成的。
光的波动理论在视觉科学、医学和光学设备等领域都得到了广泛应用。
相对论是经典物理学的一个重要发展，它是由爱因斯坦提出的。
相对论提出了时间和空间是相对的概念，并提出了著名的质能方程E=mc²，这个方程揭示了物质和能量之间的联系。
相对论在粒子物理学、宇宙学和天文学等领域都得到了广泛应用。
量子力学是物理学中的另一个重要理论，它描述了微观粒子的行为，如电子、光子等。
量子力学提出了波粒二象性、测不准原理和量子纠缠等概念，这些概念对现代科技产生了深远影响。
量子力学在计算机科学、化学和材料科学等领域都得到了广泛应用。
经典物理学中的其他重要理论还包括热力学、统计力学和流体力学等。
这些理论描述了热现象、物质的状态变化和流体运动等现象，在工业生产、环境保护和航空航天等领域都得到了广泛应用。
E 从牛顿到爱因斯坦
爱因斯坦广义相对论
互为补充，互不矛盾，互不否定共同支撑起物理学科的骨架。
高速
狭义相对论
广义相对论
强引力
量子力学
经典力学
宏观低速 微观世界
经典力学的成就和局限性
一、经典力学的发展过程及伟大成就
二、经典力学局限性：
1、不能解决高速运动问题（接近光速） 2、不适用于微观领域中物质结构和能量不连续的现 象
爱因斯坦提出的光子的概念，认为光既是电磁 波，又是一份一份传播的 原子中的电子只能在分立的特定轨道上运动，只 有从一个轨道跳跃到另一个轨道。中间不连续。 任何物体都具有波动性，你坐在椅子上，你是 波动的，有波长。
物体的位置是不确定的，只能用几率来反映。
六，从弱引力到强引力
物体间的万有引力是弱引力，经典力学适用
t
t0
时钟变慢1.swf
v 1 c
2
相对长度
v L L 1 c
长度收缩1.swf 长度收缩2.swf
爱尔兰物理学家乔治· 佛兹杰拉德 （1851──1901）提出，物质会在运动的方 2 向上收缩（缩小），这意味着根据一个静 止观察者的观点，一枚以接近光线运行的 火箭所表现出的长度会比它静止时更短， 0 尽管乘坐火箭的人看来并没有什么两样。 爱因斯坦指出，任何物体以光速运动时， 其长度将会缩短为零。
宏观物体低速运动（远小于光速），经典力学完全适用。
时间和空间没有联系，相互独立，与物体及其运动状态都没有关系。
物体的相关物理量（位移、质量、大小等）与物体的运动状态都无关。
当一些问题(如微观领域的深入)牛顿解释不了时，它就只好用上帝的 万能来解释，为此牛顿花费了后半生的心血，这正是牛顿的悲剧。
例如：船在水中流，水速2m/s，船相对 于水顺流而下1m/s，则船相对于岸3m/s.
高中历史PPT课件牛顿、爱因斯坦
制作 折射望远镜 ，对太阳光进行反射实验，证明日光 由七色光组成，说明 物体颜色的形成原理 ；
”。
力 创立了物体运动 三定律 和 万有引力 定律； 学 《 自然哲学中的数学原理 》,标志着经典力学理论体
系的建立。 制作了世界上第一架 反射望远镜 考察行星运动，解 天文学 释了潮汐现象 、 地球的圆扁形状 等问题。
1687 出版《自然哲学中的数学原理》 1727 去世 依据年表，结合所学知识，分析牛顿取得成就的时代背景。
（从政治、经济、思想等角度进行分析）
牛顿所处的时代背景
1. 政治经济上：英国资产阶级革命也正蓬勃展开 ，资产阶级为了更好地发展经济，赢得更广阔 的市场，渴求科学知识。 2. 思想上：14世纪以来，文艺复兴、宗教改革、 造成的思想解放和观念启蒙，给英国以及欧洲 带来了精神文化的空前繁荣； 3. 科学上：自然科学获得新的生命并蓬勃成长， 但对于自然和自然规律的认识仍然不完整。
18世纪60年代：英国开始工 业革命
牛顿在社会发展中的作用 • 1牛顿力学 体系完成了 科技发展史 人类对自然 界认识史上 的第一次理 论大综合。 3牛顿的科 学成就为英 国工业革命 提供科学理 人类文明史 论。 2牛顿“归 纳—演绎” 等科研方法 对近代科学 研究有引导 意义。 4牛顿的科 学成就促进 了启蒙运动 的进一步发 展
1916 37岁 发表总结性论文提出
广义相对论
。
1919 40岁 其理论被视为“人类思想史中最伟大的成就之一”。 1921 43岁 在 宇宙学 统一场论 等物理学其他领域已进行了深入研 究。11月9日因光电效应 研究而获得1921年诺贝尔物理学 奖。 1925 46除了关于量子力学的完备性问题、引力波以及广义相对论的 — 76岁 运动问题以外，爱因斯坦几乎把他全部的科学创造精力都用 于统一场论的探索。
从牛顿到爱因斯坦探索物理学的伟大历程
从牛顿到爱因斯坦探索物理学的伟大历程从牛顿到爱因斯坦：物理学的伟大历程物理学作为一门自然科学，经历了从古代到近代的长期探索和发展，从而揭示了世界的本质和基本规律。
在这个过程中，有许多杰出的科学家为物理学的发展做出了巨大的贡献。
本文将从牛顿到爱因斯坦，探索物理学的伟大历程。
一、牛顿的物理学之光物理学的现代起点可以追溯到17世纪的英国科学家艾萨克·牛顿。
牛顿在1687年发表了他的《自然哲学的数学原理》，这部作品被认为是物理学史上的里程碑。
牛顿在这本书中首次系统地描述了物质的运动规律。
他提出了三大运动定律，即惯性定律、动量定律和相互作用定律。
其中，最为著名的应该是他的万有引力定律。
牛顿通过万有引力定律成功地解释了行星的运动、天体潮汐以及其他许多宏观物理现象。
牛顿的贡献不仅在于他的理论，还在于他的数学方法。
他发明了微积分，为解决物体运动中的变化率问题提供了强大的工具。
他的研究方法以及对力学的深入研究为后来的物理学家提供了重要的启示。
二、麦克斯韦与电磁理论在牛顿之后，物理学继续向前迈进。
19世纪的世界见证了电磁理论的崛起。
在这个时期，詹姆斯·麦克斯韦通过他的工作为电磁学奠定了坚实的基础。
麦克斯韦提出了一组方程，称为麦克斯韦方程组，用于描述电磁场的行为。
这些方程成功地将电和磁的相互关系统一在一起，揭示了电磁波的存在以及它们的传播方式。
通过麦克斯韦的工作，我们可以更好地理解光是如何在空间中传播的，并且开辟了电磁现象和光现象的研究领域。
麦克斯韦的贡献对于物理学的进展具有重要意义，并且为后来爱因斯坦的相对论提供了重要的基础。
三、爱因斯坦的革命性理论阿尔伯特·爱因斯坦是20世纪最伟大的物理学家之一。
他的相对论理论彻底改变了人们对时空和力学的认知。
爱因斯坦在1905年提出了狭义相对论，突破了牛顿力学的框架。
他认为时间和空间是相对的，并且与观察者的运动状态有关。
此外，爱因斯坦还提出了质能方程E=mc²，揭示了质量和能量之间的等价关系。
从牛顿力学到爱因斯坦相对论
诞生 ， 使雷达技术 、 自动化技术 、 原子能 的利用 、 激光技术 、 航空航 为 了提 炼 足 以进 行 试 验 的 纯 镭盐 ， 居 里 夫 妇 经 过 四年 从 ８吨矿 渣 天技术等相继 出现 ， 核 能得 到开发和利用 ， 电脑得到普遍 的应用 ， 石 中提取 了 ０ ． １ 克的纯镭盐 ， 是什么给了他们绵绵不绝 的动 力呢？ 带来 了第三 、 第 四次科学技术革命 。也许 正是由于物理学的巨大 是对科学 的负责精神 和实事求是 的精神 以及坚韧不 拔的毅力 和
更 深 地思 考 。
朝一夕之事 ， 曲高和寡在这里也得到充分的印证 。
不仅仅理论的创立是艰辛 而漫长 的 ， 与之相 印证 的物 理实验
远古时代 ， 人们在繁重 的生产劳动 中逐渐 发明了杠 杆 、 螺旋 、
滑轮 、 斜面等简单机械 ， 诞生了力学知识的萌芽。作为革命标志的 更是艰苦 ， 一个 实验往往一做 就是一年 、 几年 ： 迈克尔逊一 莫雷 实
联合 国教 科文组织把 ２ ０ ０ ５年定 为第一个 世界物理 年 ， 对从 维定式 ， 使他们 没能跳出框架 ， 这些令人 遗憾 的教训不 该给我们 事与物理有关的工作者而言 ， 这无疑是一件令 人振奋的事。作为 带来深刻 的启示么？爱 因斯 坦的狭义相对论发表后搁置 了 ｌ ４年
一
名 中学物 理教师 ， 面对学生普 遍厌烦物理 的现状 ， 不 由我 不去 没有受 到应有的重视 ， 可 见旧观念 的根深蒂 围 ， 它 的改 变不是一．
的产物 。 牛顿 曾称 自己站在巨人肩膀上 ， 应该说 这并不夸张。 但站 矛盾 ， 忽略次要因素 ， 简化问题 ， 突出主要性质 ， 这是何等的高明！
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
明，不论地球运动的方向同光的射向一致或相
反，测出的光速都相同，在地球同设想的“以
太”之间没有相对运动。因而，根本找不到
“以太”或“绝对静止的空间”。由于这个实
验在理论上简单易懂，方法上精确可靠，所以， 实验结果否定“以太”之存在是勿庸置疑的。
• 迈克耳逊一莫雷实验使科学家处于左右 为难的境地。他们或者须放弃曾经说明 电磁及光的许多现象的以太理论。如果 他们不敢放弃以太，那末，他们必须放 弃比“以太学”更古老的哥白尼的地动 说。经典物理学在这个著名实验面前， 真是一筹莫展。
堂。会上，英国著名物 理学家W．汤姆生（即 开尔文勋爵）发表了新
年祝词。他在回顾物理
学所取得的伟大成就时
说，物理大厦已经落成， 所剩只是一些修饰工作。
“物理学的晴空上出现了两朵乌 云”
• 同时，他在展望20世纪物理学前景时， 却若有所思地讲道：“动力理论肯定了 热和光是运动的两种方式，现在，它的 美丽而晴朗的天空却被两朵乌云笼罩 了，”
5. 《物体的惯性是否决定其内能》：建立在狭 义相对论基础上，表明质量和能量可互换， 后来推出最著名的科学方程：E=mc2。（11 月）
19世纪末的物理学状况
• 物理学发展到19世纪末期，可以说是达 到相当完美、相当成熟的程度。一切物 理现象似乎都能够从相应的理论中得到 满意的回答。
• 力学
– 一切力学现象原则上都能够从经典力学得到 解释，牛顿力学以及分析力学已成为解决力 学问题的有效的工具。
– “第一朵乌云出现在光的波动理论上，” – “第二朵乌云出现在关于能量均分的麦克
斯韦-玻尔兹曼理论上。”
第一朵乌云—— 迈克耳逊－莫雷 实验与“以太”说破灭
• 人们知道，水波的传播要有水做媒介， 声波的传播要有空气做媒介，它们离开 了介质都不能传播。太阳光穿过真空传 到地球上，几十亿光年以外的星系发出 的光，也穿过宇宙空间传到地球上。光 波为什么能在真空中传播？它的传播介 质是什么？物理学家给光找了个传播介 质—“以太”。
爱因斯坦的5篇论文
1. 《关于光的产生和转化的一个启发性观点》： 讨论光量子以及光电效应。（6月）
2. 《分子大小的新测定》：推导出计算扩散速 度的数学公式。
3. 《关于热的分子运动论所要求的静止液体中 悬浮小粒子的运动》：提供了原子确实存在 的证明。（7月）
4. 《论动体的电动力学》：提出时空关系新理 论，被称为“狭义相对论”。（9月）
• 因为爱因斯坦在我们小小的地球上生活 过，我们这颗蓝色的地球就比宇宙的其 他部分有特色、有智慧、有人的
爱因斯坦的幸运年
• 对于爱因斯坦来说，1905年是不寻常的 一年；而对于科学的历史与未来而言， 1905年也是不可思议的年份。从6月到12 月，在这短短6个月间，26岁的爱因斯坦 以五篇论文改变了人们对自然的理解， 也一举奠定了其作为20世纪最伟大科学 家的地位。
Albert Einstein(1879 – 1955)
• 爱因斯坦是现代物理学的开创者和奠基人。1879年3月14 日生于德国的乌尔姆，1955年4月18日卒于美国的普林斯 顿。
• 爱因斯坦1900年毕业于瑞士苏黎世联邦工业大学，毕业后 即失业。在朋友的帮助下，才在瑞士联邦专利局找到工作。 1905年获苏黎世大学博士学位。1909年任苏黎世大学理 论物理学副教授，1911年任布拉格大学教授，两年后任德 国威廉皇家物理研究所所长、柏林大学教授，当选为普鲁 士科学院院士。1932年受希特勒迫害离开德国，1933年 10月定居美国。爱因斯坦在物理学的许多领域都有贡献， 比如研究毛细现象、阐明布朗运动、建立狭义相对论并推 广为广义相对论、提出光的量子概念，并以量子理论完满 地解释光电效应、辐射过程、固体比热，发展了量子统计。 并于1921年获诺贝尔物理学奖。
19世纪末的物理学状况
• 光学
– 波动说替代微粒说
• 热学
– 热质说被推翻 – 气体定律被建立 – 热力学定律被建立 – 能量守恒定律
19世纪末的物理学状况
• 电磁学——19世纪被称为电的世纪
– 1799年伏打发明电池 – 1819年奥斯特发现电流能够产生磁场（标志
着电磁学的开端） – 1826年欧姆定律被建立 – 1831年法拉第发现电磁感应定律 – 1873年麦克斯韦发表著作《论电和磁》，建
立了电动力学
19世纪末的物理学状况
• 以经典力学、经典电磁场理论和经典统 计力学为三大支柱的经典物理大厦在19 世纪已经建成，而且基础牢固，宏伟壮 观！
• “物理学已经无所作为，往后无非在已 知规律的小数点后面加上几个数字而 已。” ——G·R·基尔霍夫
“物理学的晴空上出现了两朵乌
云”
• 19世纪的最后一天，欧 洲著名的科学家欢聚一
2005国际物理年
• 1905年，爱因斯坦先后发表了5篇具有划 时代意义的论文，为相对论、量子论等物 理学领域奠定了基础，为纪念这一奇迹年 100周年，全球物理学界一致呼吁将 2005 “国际物理年” 。
2005国际物理年
• 该倡议首先由欧洲物理学会（ EPS ）在 2000年“第三届世界物理学会年会”上 提出；2002年，得到国际纯粹与应用物 理联合会（IUPAP）第24次全体大会的一 致通过；在2003年召开的联合国教科文 组织（UNESCO）全体会议第32次会议上， 表决通过了支持2005年为国际物理年的 决议；2004年6月10日，联合国大会召开 第58次会议，会议鼓掌通过了2005年 为 “国际物理年” 的决议。
• 但是，肯定了“以太”的存在，新的问 题又产生了：地球以每秒30公里的速度 绕太阳运动，就必须会遇到每秒30公里 的“以太风”迎面吹来，同时，它也必 须对光的传播产生影响。这个问题的产 生，引起人们去探讨“以太风”存在与 否。
• 为了观测“以太风”是否存在，1887年，迈克 耳逊（A．A．Michalson，1852－1931）与美 国化学家、物理学家莫雷 （E．W．Morley,1838－1923）合作，在克利 夫兰进行了一个著名的实验：“迈克耳逊－莫