三大实验发现诱发了经典物理学危机

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人类物理学史上的三次危机、三场革命和三大时代

人类物理学史上的三次危机、三场革命和三大时代

人类物理学简史:三次危机、三场革命和三大时代物理学是最古老的科学之一。

在过去的两千年中,物理学与哲学、化学等等经常被混淆在一起,相提并论。

直到十六世纪科学革命之后,才单独成为一门现代科学。

如同人类始终只是自然界的产物和附庸一样,人类物理学也始终只是自然界的产物和附庸。

即是说,它始终只是对自然界的反映。

如同人脑始终只是人类的产物和附庸一样,人类物理学也始终只是人类的产物和附庸。

之所以要将“物理学”称为“人类物理学”,只是因为根据事物来描述事物。

如同思维和意识始终只是人脑的产物和附庸一样,人类物理学也始终只是人脑的产物和附庸。

即是说,它产生于人类的思维,故而始终只是人类思维的产物;它附属于人类的意识,故而始终只是人类意识的附庸。

如同人类历史始终只是不以人的意志为转移的自然历史过程一样,人类物理学史也始终只是不以人的意志为转移的自然历史过程。

我们按照社会经济各时期的特点和物理学本身发展的规律,并兼顾其他各种因素(如物理学的不同时期的不同研究方法),指出物理学发展史上的三次危机和三场挽救了危机并推动物理学的进一步发展的伟大革命,把物理学史大体划分为三个时期。

一、经验时代——古代经验物理学时期17世纪以前,中国和古希腊形成两个东西交相辉映的文化中心。

人类社会生产力的最初的发展,初步造就了物理学这一伟大科学体系。

人类物理学的诞生和古代经验物理学时期的开始,成为人类史上第一次物理学革命——“经验革命”的直接成果。

经验科学已从生产劳动中逐渐分化出来。

这一时期物理学研究的主要方法是直觉观察与哲学的猜测性思辨。

所以,与生产活动及人们自身直接感觉有关的天文、力、热、声、光(几何光学)等知识首先得到较多发展。

除希腊的静力学外,中国在以上几方面在当时都处于领先地位。

在这个时期,物理学尚处在萌芽阶段。

二、经典时代——近代经典物理学时期17世纪初—19世纪末,资本主义生产促进了科学技术的发展,推动形成了第二次人类物理学革命——“经典革命”,开创了人类物理学史的崭新时代。

智慧树答案科学技术史知到课后答案章节测试2022年

智慧树答案科学技术史知到课后答案章节测试2022年

第一章1.二十四节气是我国劳动人民在长期实践中总结出来的,它主要反映____地区的其后特点和农事概况。

()答案:黄河中下游2.金代数学家____的《测海圆镜》是最早一部系统论述“天元术”的著作,对我国古代数学成就“天元术”的发展做出重要贡献。

()答案:李冶3.西晋地理学家裴秀主持编绘了_____,这是中国历史上第一部见于记载的历史地图集。

最大贡献是提出了中国古代的制图理论——“制图六体”。

()答案:《禹贡地域图》4.我国最早最系统的一部水道著作是北魏郦道元所著的_____。

( )答案:《水经注》5.以下哪几项属于元代著名发明家、农学家王祯的成就?()答案:木刻活字 ;转轮排字盘;编著《农书》6.宋元时期中国古代传统数学的发展过程中一个重要的阶段,宋元数学四大家包括_、__()答案:秦九韶 ;朱世杰7.东汉时期蔡伦用麻类、绳头、渔网和树皮等造出了质量优良的“蔡侯纸”,对发明和推广造纸术做出了重要贡献。

()答案:错第二章1.古希腊哲学与科学的始祖,人类历史上第一次用理性方式寻求万物本原的学者是。

()答案:泰勒斯2.四体液学说的提出者,制定了医生道德规范的是古希腊著名医学家_____。

()答案:希波克拉底3.《天文学大成》的作者是_____。

()答案:托勒密4.古希腊科学家阿基米德流传至今的物理学著作有_____。

()答案:《论浮体》;《平面图形的平衡或其重心》5.亚里士多德被誉为古希腊第一位百科全书式的学者,其研究领域涉及物理学、生物学、哲学、天文学等多个学科。

()答案:对第三章1.中世纪时期的自然哲学,占主导地位的是____的自然哲学。

()答案:亚里士多德2.亚里士多德的自然哲学学说中,主要包括____。

()答案:质料和形式说 ;四因说;月上和月下世界的划分3.经验主义强调自下而上,从经验观察出发,以下哪几位属于16-17世纪经验主义的代表哲学家?( )答案:洛克;培根4.科学史学科的创始人亚历山大·柯瓦雷提出了亚里士多德主义的再次兴起,这是科学史上的几个经典命题之一。

六大基础学科

六大基础学科

第1节 数学 节
3. 现代数学的发展 ①更加理论化、抽象化
②与其他知识领域的关系更密切
抽象代数学
研究各种抽象的公理化代数系统的数学学科 非特定的任意元素集合及其相关的代数运算 其成果被广泛应用于电子计算机技术和其他一些 工程技术中,并形成许多分支(代数编码学、语 言代数学等)
解析数论
以分析的方法来研究数论的问题(基础理论)
第2节 物理学 节
一、物理学的研究对象、分支
对象:物质运动规律,物质的基本结构。 分支:
普通物理学(力学、热学、分子物理学、电 磁学、光学、原子物理学等) 理论物理学(理论力学、热力学、统计物理 学、电动力学、量子力学等)
第2节 物理学 节
二、物理学的发展
1. 古代物理学的发展
古希腊
亚里士多德的《物理学》:世界上最早的物理学著作 ,涉及到时间、空间及一些力学现象。 阿基米德:杠杆原理和浮力定律,“力学之父” 欧几里得:开创了“几何光学”(光的反射定律)
第3节 化学 节
一、化学的研究对象、分支
对象:化学是研究物质的组成、结构、性质 及其变化规律的科学。 分支:无机化学、有机化学、分析化学和物理 化学
第3节 化学 节
二、化学的发展
1. 古代化学的发展
生产工艺:烧炼陶瓷、冶金、酿造 炼丹术:普通金属→贵重金属
第3节 化学 节
二、化学的发展
2. 近代化学的发展
玻义耳:《怀疑的化学家》,近代化学的奠基人 拉瓦锡:《化学基础论》,最重要的典籍 道尔顿:提出原子学说,奠定了物质结构理论基础 阿伏伽德罗:提出分子概念,形成原子-分子学说 维勒:人工合成尿素,使有机化学真正起步 门捷列夫:发表《元素属性和原子量的关系》,化学 元素周期表,为研究化学元素和变化过程提供了重要 依据,为进一步揭开原子内部秘密做了必要准备

高二历史必修3(岳麓版):6-25现代科学革命

高二历史必修3(岳麓版):6-25现代科学革命

地位和其所面临的挑战,表明物理学危机中孕育着新的革
命,由此引出第二目。第二目“爱因斯坦与相对论”,讲 述相对论物理学和哲学理论的突破,重在表现相对论在物 理学和哲学发展史上的里程碑地位。第三目“量子理论中 的微观世界”,讲述量子理论对人类在微观世界研究领域
岳 麓 版 历 史
发展中的伟大意义及其对新的科学技术发展的积极影响。
必修③
第25课
现代科学革命
第6单元 现代世界的科技与文化
2.爱因斯坦创立的相对论力学与牛顿力学的关系, 比较准确的说法是( )
岳 麓 版 历 史
A.前者否定了后者
B.前者概括了后者 C.前者发展了后者 D.前者融合了后者 【答案】 C
必修③
第25课
现代科学革命
第6单元 现代世界的科技与文化
【解析】
知道相对论、量子论的主要内容,认识 其意义。 相对论、量子论的主要内容及其意义。 物理学大发展的影响。
岳 麓 版 历 史
必修③
第25课
现代科学革命
第6单元 现代世界的科技与文化
岳 麓 版 历 史
必修③
第25课
现代科学革命
第6单元 现代世界的科技与文化
课文第一目“经典物理学的危机”,讲经典物理学的
必修③
第25课
现代科学革命
第6单元 现代世界的科技与文化
【解析】
这个问题主要考查学生的知识记忆能力。
B项日心说提出者是哥白尼;C项量子假说的提出者是普朗
克;D项万有引力定律的提出者是牛顿。
【答案】 A
岳 麓 版 历 史
必修③
第25课
现代科学革命
第6单元 现代世界的科技与文化
【例2】
(2008·广东)19世纪,西方人宗教信仰的虔 )

科学技术史复习资料-笔记

科学技术史复习资料-笔记

科学技术史听课笔记古代一、古代技术发端的三项标志:打制石器,人工取火,创造文字。

二、古埃及,两河流域、印度的天文学发达。

共同的特点:埃及: 太阳方面的公元前2781古巴比伦:把圆周率定为π=3或3.125,把圆周分为360°,1°分为60’,1’分为60’’。

他们根据月亮盈亏制定了太阳历。

(最早的太阳历在古埃及)三、古希腊(极为重要)辉煌的成就高度发达的自然科学爱因斯坦对古希腊的论述:“。

”古希腊的自然哲学。

学派:1.原子论学派,即德谟克利特学派,代表人物是留基伯和德谟克利特。

2、毕达哥拉斯学派,代表人物是毕达哥拉斯和菲罗劳斯。

毕达哥拉斯认为数才是万物的本源。

3、米利都学派。

亚里士多德:形式逻辑学阿基米德的杠杆原理和浮力定律是古代力学中最伟大的定律,也是现今机械设计和船舶设计计算是最基本的定律之一。

欧几里得:《几何原本》希波克拉底提出了“体液说”医学原理。

(重点)四、古罗马托勒密“地心说”古罗马时代最伟大的科学家。

五、中国古代(很重要)数学:代数成就《周髀算经》:我国现存最早的战国东汉时期《九章算术》我国古代最重要的,标志着我国古代数学体系的形成。

可与欧几里德的《几何原本》相媲美医药学:《黄帝内经》我国现存最早最完整的古典医学名著,战国明代李时珍《本草纲目》达尔文把该书誉为“中国古代的百科全书”地学:我国古代成就较大的学科之一,主要表现在地理、地图、绘制和地质等方面。

我国的地图绘制:裴秀(魏晋)提出“制图六体”的原则系统总结了前人丰富的绘图绘图经验,为后世的地图绘制工作提供了一套完整的规范,是世界上最早的地图纲要。

农业:贾思勰北魏《齐民要术》我国保存最早的一部农书四大发明:指南针、造纸术、印刷术与火药马克思把火药、指南针、印刷术看做“是预告资产阶级社会到来的三大发明”。

水利:都江堰是我国历史上著名的水利工程战国李冰父子近代(教学重点按照学科来梳理)一、力学、天文学1543波兰哥白尼发表《天体运行论》拉开近代科学技术的序幕伽利略的(意大利)三个重要发现:1、摆动的发现。

论经典物理学危机带来的挑战与机遇

论经典物理学危机带来的挑战与机遇

论经典物理学危机带来的挑战与机遇论文摘要:随着科学技术的发展和革新,过去的经典理论正面临严重的挑战,和人们对新的理论和真理的追求,这就为人类在新一轮的物理大发现中提供了挑战和机遇,当面临过去理论被打破,新的发现接踵而至我们在这里既有机遇也有挑战。

关键字:经典物理学危机,挑战,机遇在物理学的发展史中我们常常会遇到不同的问题,在我们解决这些问题的同时我们会发现过去的理论很难满足日新月异的发展,就这样我们展开了对过去保守的经典的质疑,以及在怀疑中动摇了经典物理学的地位为新发现带来了不可或缺的机遇。

随着18、19世纪人们物理学的研究建立了经典物理学体系,以牛顿理论为代表的经典物理学阵形最为突出,他们颠覆了过去古代物理的基础,在前人的基础上开造出被后人奉为经典的物理学理论,如牛顿三大定律,行星运动定律等一大批在过去被誉为无法打破的经典定律,长期占据这人们的思想。

但这种格局很快就被打破了,随着19世纪末,20世纪初的物理学三大发现的研究的开始,经典物理学的地位开始受到了前所未有的挑战,以及科学家在经典面前的两难的挑战,这令科学家十分困惑,到底是坚持经典还是打破经典的束缚另起炉灶,又或者是将经典缝缝补补继续下去,这个艰难的选择摆在了那时候的科学家的面前。

这种时势既为他们带来了前所未有的挑战,也为他们带去了不可多得的机遇。

19世纪末三大物理学实验的发现(X射线的发现,放射性的发现,电子的发现),诱发了经典物理学的危机。

三大实验发现打开了经典物理学的缺口。

原来认为原子是不可分割的最小质点现在从原子里发现了电子、X射线和γ射线;原来认为元素是固定不变的,但放射现象表明一种元素可蜕变为另一种元素;原来认为物质的质量与运动无关,现今电子的质量随运动速度变化而变化,质量似乎不守恒了;原来认为能量守恒只存在于机械能、热能和电能相互转化之中,现在一块静止的放射物质本身就是热源,即便没有外力作用,能量也源源不断地向外界释放,能量好像也不守恒了;原来认为质量和能量不搭界,现在放射性物质因能量不断释放,质量也不断减小。

物理学的革命

物理学的革命

放射性
1. 结果大出所料,底片上有很多的阴影。 结果大出所料,底片上有很多的阴影。 2. 显然,这阴影与太阳无关、与荧光无关, 显然,这阴影与太阳无关、与荧光无关, 而与晶体本身有关。 而与晶体本身有关。 3. 贝克勒尔用的晶体是一种铀的化合物— 贝克勒尔用的晶体是一种铀的化合物— —硫酸双氧铀钾,这样他便发现了铀能 硫酸双氧铀钾, 自发辐射出能量。 自发辐射出能量。
两朵乌云
1. 但在展望20世纪物理学前景时,开尔文若 但在展望20世纪物理学前景时 世纪物理学前景时, 有所思地讲道: 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, 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, 空却被两朵乌云笼罩了,第一朵乌云出现在 光的波动理论上, 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。 量均分的麦克斯韦-玻尔兹曼理论上。 2. 正是这“两朵乌云”和“三大实验发现” 正是这“两朵乌云” 三大实验发现” 引起了“物理学革命” 引起了“物理学革命”。
两个诺贝尔奖
居里夫妇在1903年获得的诺贝尔奖证书 居里夫妇在1903年获得的诺贝尔奖证书 1903
著名学者爱因斯坦曾经这样评价居里夫人: 著名学者爱因斯坦曾经这样评价居里夫人: 在我所认识的所有著名人物里面, “在我所认识的所有著名人物里面,居里夫人 是唯一不为盛名所颠倒的人。 是唯一不为盛名所颠倒的人。” 居里夫人的大半生都是清贫的, 居里夫人的大半生都是清贫的,提取镭的艰苦 过程是在简陋的条件下完成的。 过程是在简陋的条件下完成的。居里夫人拒绝 为他的任何发明申请专利, 为他的任何发明申请专利,把诺贝尔奖金和其 奖金都用到了以后的研究中去了。 奖金都用到了以后的研究中去了。居里夫妇发 现镭以后,当百万法郎、 现镭以后,当百万法郎、灿灿的金质奖章向她 微笑的时候;当成功、荣誉、 微笑的时候;当成功、荣誉、祝贺象潮水般涌 来的时候,表现了他们具有高贵的品质: 来的时候,表现了他们具有高贵的品质:毫不 夸耀,谦虚忘我! 夸耀,谦虚忘我!

人类物理学史上的三次危机、三场革命和三大时代

人类物理学史上的三次危机、三场革命和三大时代

人类物理学简史:三次危机、三场革命和三大时代物理学是最古老的科学之一。

在过去的两千年中,物理学与哲学、化学等等经常被混淆在一起,相提并论。

直到十六世纪科学革命之后,才单独成为一门现代科学。

如同人类始终只是自然界的产物和附庸一样,人类物理学也始终只是自然界的产物和附庸。

即是说,它始终只是对自然界的反映。

如同人脑始终只是人类的产物和附庸一样,人类物理学也始终只是人类的产物和附庸。

之所以要将“物理学”称为“人类物理学”,只是因为根据事物来描述事物。

如同思维和意识始终只是人脑的产物和附庸一样,人类物理学也始终只是人脑的产物和附庸。

即是说,它产生于人类的思维,故而始终只是人类思维的产物;它附属于人类的意识,故而始终只是人类意识的附庸。

如同人类历史始终只是不以人的意志为转移的自然历史过程一样,人类物理学史也始终只是不以人的意志为转移的自然历史过程。

我们按照社会经济各时期的特点和物理学本身发展的规律,并兼顾其他各种因素(如物理学的不同时期的不同研究方法),指出物理学发展史上的三次危机和三场挽救了危机并推动物理学的进一步发展的伟大革命,把物理学史大体划分为三个时期。

一、经验时代——古代经验物理学时期17世纪以前,中国和古希腊形成两个东西交相辉映的文化中心。

人类社会生产力的最初的发展,初步造就了物理学这一伟大科学体系。

人类物理学的诞生和古代经验物理学时期的开始,成为人类史上第一次物理学革命——“经验革命”的直接成果。

经验科学已从生产劳动中逐渐分化出来。

这一时期物理学研究的主要方法是直觉观察与哲学的猜测性思辨。

所以,与生产活动及人们自身直接感觉有关的天文、力、热、声、光(几何光学)等知识首先得到较多发展。

除希腊的静力学外,中国在以上几方面在当时都处于领先地位。

在这个时期,物理学尚处在萌芽阶段。

二、经典时代——近代经典物理学时期17世纪初—19世纪末,资本主义生产促进了科学技术的发展,推动形成了第二次人类物理学革命——“经典革命”,开创了人类物理学史的崭新时代。

2018_2019学年高中历史第六单元现代世界的科技与文化第25课现代科学革命教案(含解析)岳麓版必修3

2018_2019学年高中历史第六单元现代世界的科技与文化第25课现代科学革命教案(含解析)岳麓版必修3

第25课现代科学革命课程标准:知道相对论、量子论的主要内容,认识其意义。

一、经典物理学的危机1.辉煌(1)17世纪牛顿创立经典力学,经后人不断补充发展,日臻完善。

(2)19世纪,人们把经典力学看作权威的理论,认为物理学已经发展到完整、系统和成熟的阶段。

2.危机19世纪末,物理学上出现了一系列新的发现,无法用经典物理学来解释。

二、相对论与量子理论1.现代物理学诞生的原因(1)随着科技转化为生产力巨大威力的显现,各国政府对科技发展日益重视,科学研究突飞猛进,孕育着新的突破。

(2)19世纪末20世纪初,随着科学研究的不断深入,人类对自然界的认识推进到前所未有的深度和广度。

(3)经典物理学由于自身的局限性,以牛顿力学为基础的经典物理学无法解释物理学的新发现而陷入危机。

2.爱因斯坦能够取得伟大成就的条件(1)科学发展提供的基础。

(2)科学发展需要提供动力。

(3)个人坚持不懈勤奋追求真理的优秀品质。

(4)科学的工作和研究方法。

3.量子论和量子力学的影响(1)在量子论基础上发展起来的量子力学,极大地促进了原子物理、固体物理和原子核物理等科学的发展。

(2)标志着人类对客观规律的认识,开始从宏观世界深入到了微观世界。

(3)相对论和量子力学的确立是物理学革命的高潮,以物理学革命为先导,带动了化学、生物学、天文学、地理学等学科的理论也都发生了革命性的突破。

(4)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。

(5)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。

[史料探究]材料爱因斯坦与牛顿的对话(虚拟):爱因斯坦:你真伟大,你建立了牛顿力学框架体系,相对论中存在的问题都被你指了出来。

牛顿:你比我更伟大,相对论在许多学科中有着广泛的应用,它和量子力学一起,已成为近代物理学的两大基础理论,相对论包容了我的三条运动定律及万有引力定律。

爱因斯坦:你我的理论都有瑕疵。

牛顿:哪有十全十美的理论,大家不用我们的理论,他们没有别的理论可用,圣人、神仙也要犯错误,你我都是凡人,你我的身躯已经融入了自然界,但是,你我的灵魂还留在人间。

人民版历史必修3:专题七一知能演练轻松闯关

人民版历史必修3:专题七一知能演练轻松闯关

1.法国数学家和天文学家拉普拉斯说:“不会产生两个牛顿,因为要发现的世界只有一个。

”牛顿“发现世界”的标志是()A.《自然哲学的数学原理》的发表B.《论动体的电动力学》的发表C.《关于正常光谱的能量分布定律的理论》的发表D.自由落体定律的创立解析:选A。

解答本题首先要明白牛顿发现世界指什么。

根据所学知识可知,牛顿发现世界指牛顿经典力学体系的建立,而牛顿经典力学体系建立的标志是《自然哲学的数学原理》的发表。

2.“他通过自己的伟大著作宣告了科学时代的来临,他告诉世人:自然界存在着规律,而且规律是能够被认识的。

”该句中的“规律”是指()A.万有引力定律B.物质的辐射能以能量量子的整数倍跳跃式地变化C.自由落体定律D.时间和空间随着物质运动速度的变化而变化解析:选A。

本题考查获取信息和解读信息的能力。

材料中的“伟大著作宣告了科学时代的来临”可以判断是牛顿力学的内容。

“自然界存在着规律,而且规律是能够被认识的”,“规律”指万有引力定律。

3.牛顿有一种理论,适用于一切天体运动和宇宙中的所有物体,在生产和实验中得到了广泛的应用和验证。

这些应用不.包括()A.计算地球的平均密度B.解释潮汐的成因C.验证太阳的温度D.发现海王星解析:选C。

这一理论指的是万有引力定律,验证太阳的温度与此无关。

4.“这一发现成为20世纪物理学研究的基础,从那个时候起,几乎完全决定了物理学的发展。

要是没有这一发现,那就不可能建立起分子、原子以及支配它们变化的能量过程的有用理论。

”对此理解正确的是()A.经典力学仍然有顽强的生命力B.量子理论是20世纪人类最有成就的理论C.相对论解决了热辐射的问题D.肯定了量子理论对现代物理学的重要意义解析:选D。

本题考查学生获取信息和解读信息的能力。

从材料中的“20世纪物理学研究的基础”“分子”“原子”和“能量过程”等信息判断,可知题干材料评论的是量子理论对现代物理学的重要意义。

5.阅读下列材料:材料1:19世纪末,正当物理学家在庆贺“物理学大厦”落成之际,科学实验却发现了许多经典物理学无法解释的事实。

历史:6.13《现代科学革命及改变世界的高新科技》(岳麓版必修3)

历史:6.13《现代科学革命及改变世界的高新科技》(岳麓版必修3)

又要注重创新。
热点二
19世纪到20世纪初,自然科学基础理论研究的四大
成就及影响
1.成就:19世纪30年代,英国科学家法拉第用实验方法发现了
电磁感应现象。19世纪中期,英国科学家达尔文创立了生物进 化论学说。20世纪初,德国科学家爱因斯坦提出了物理学相对 论和德国科学家普朗克提出了量子理论。 2.影响: (1)电磁学的成就为制造发电机创造了可能,此后,发电机、电 动机的制成及电气产品的涌现,发展了电力工业,人类跨入电 气时代。以电力的广泛应用为显著特点的第二次工业革命极 大地推动了经济的发展,并出现了垄断组织。
要是因为相对论 (
间的本质属性 A.①②③
)
②深刻地揭示了时间和空 ④使人类
①否定了经典力学的绝对时空论
③推动物理学发展到一个新高度 B.②③④
对客观规律的认识,开始从宏观世界深入到微观世界
C.①③④
答案:A
D.①②④
解析:本题为组合选择题,可采用排除法。选项④中使人类的 认识开始从宏观世界深入到微观世界的是量子理论的出现, 不属于相对论的内容,故排除含④的选项。
C.相对论
答案:D
D.量子论
例2
视角:考查信息技术的应用与影响。
20世纪90年代以来的三次局部战争中,美军在海湾战争中从
发现一个机动目标到发动袭击需要一天的时间,在科索沃战 争中这个时间差已经缩小到一个小时,在阿富汗战争中仅需 要10分钟的时间,这一状况与哪一高新技术的发展和应用直 接相关 ( A.信息技术 C.生物技术 答案:A ) B.原子能技术 D.航天技术
案例导航: 量子论的产生和发展经过了长期的过程,为此作出了重大贡 献的科学家有( ①牛顿 C.①③④ 答案:B ②玻尔 ) ③爱因斯坦 ④普朗克

物理学革命和现代科学的产生

物理学革命和现代科学的产生

太阳光下
1. 1896年2月,贝克勒尔把感光片包在黑纸里放到太阳下,再把荧光物质的晶体压 在上面。
2. 他的设想是:太阳光照射晶体产生荧光,如果荧光中有X射线,那么它就能穿透 黑纸使底片曝光。
3. 果然,底片冲洗出来后,上面有了阴影。这证明有放射线穿透了黑纸,贝克勒尔 断定荧光确实放出X射线。
阴天
第五,原来认为质量和能量不搭界,现在放射性物质因能量 不断释放,质量也不断减小。
三大实验发现诱发了经典物理学危机
1. 三大实验发现打开了经典物理学的缺口 2. 三大实验发现猛烈地冲击着牛顿力学的物质质
量、能量、动量等基本概念,经典物理学中质 量守恒、能量守恒、运动定律等基本定律也面 临严峻考验。面对物理学危机,一些抱残守缺 的物理学家悲观失望,唯心主义趁虚而入。
相对于牛顿的经典物理学(力学)而言的; 量子论和相对论是现代物理学的两大支柱;
两大理论的提出者分别是: • 德国理论物理学家普朗克 • 美籍德国科学家爱因斯坦
爱因斯坦和量子理论的创始人普朗克
普朗克生于基尔。1879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任教。 1900年12月14日提出量子概念。由于 量子论创立,普朗克获得1918年诺贝 尔物理学奖。他的父亲是一位杰出的 法律教授。普朗克是德国人所具有的 最好品质的范例:诚恳、忠于职守, 他的业余爱好是音乐,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山运动。
关于阴极射线本性的争论
1. X射线的发现起源于对阴极射线的研究,1856年德国盖斯勒放电管的发明为 研究真空放电现象提供了实验手段;1859年德国普吕克发现了放电管阴极发 出的绿色辉光,1876年德国戈尔茨坦指出绿色辉光是由阴极的某种射线引起 的,命名为“阴极射线”。

物理学危机的产生及其实质

物理学危机的产生及其实质

物理学危机的产生及其实质[内容提要] 本文在考察了物理学危机的产生及物理学家对危机反应的基础上,着重论述了物理学危机的实质。

作者认为,物理学危机主要是物理学本身的危机,物理学危机在哲学上的表现则是由物理学本身的危机派生出来的,而且,哲学方面的危机也主要是机械唯物主义的危机。

一、物理学危机的产生自1687年牛顿的集大成著作《自然哲学的数学原理》出版以来,物理学此后两百年间基本上是在牛顿力学的理论框架内发展起来的。

到十九世纪后期,已经形成了经典物理学的严整理论体系,几乎能说明所有已知的物理现象。

当时,囿于机械论自然观的物理学家普遍认为,一切物理现象都能够从力学的角度来说明,未来的物理学真理将不得不在小数点后第六位中去寻找。

正当物理学家怡然自得、盲目乐观之时,一些实验事实却在他们心头暗暗地投下了阴影。

1887年.迈克耳孙和莫雷通过精密的实验,发现在地球和以太之间并没有显著的相对运动,从而动摇了较为流行的菲涅耳的静止以太说。

但是,静止以太说不仅为电磁理论所要求,而且也受到早先的光行差现象和斐索实验的支持。

这样,作为光现象和电磁现象传播媒质的以太这一力学模型在性质上就难以自圆其说,光学和电磁学的力学基础于是面临着某种危险。

经典理论所无法解释的新的实验事实,即所谓的“反常现象”接踵而来,气体比热的实验结果也与能量均分定理发生了尖锐的冲突。

十九世纪中叶,玻耳兹曼和麦克斯韦提出的能量均分定理能够解释许多现象,对于常温下的一般固体和单原子气体的比热,也能给出比较满意的答案。

但是对于双原子和多原子气体,实测的定压热容量与定容热容量之比显著地大于理论计算值。

开耳芬1900年4月27日在英国皇家学会的讲演中,曾称上述两个疑难为“在热和光的动力理论上空的十九世纪的乌云” 。

开耳芬毕竟把物理学的天空看得过于晴朗了。

其实,当时物理学的天空并非只有“两朵乌云”,早在他讲演之前,就已经是“黑云压城城欲摧”,“山雨欲来风满楼”了!事实上,在十九世纪末,光电效应、黑体辐射,原子光谱等实验事实也接二连三地和经典物理学理论发生了严重的对立。

经典物理学的危机(从经典力学到相对论和量子论)

经典物理学的危机(从经典力学到相对论和量子论)

经典物理学的危机(从经典力学到相对论和量子论)科学总是向前发展的,托勒密的地心说被哥白尼的日心说取代,这就是一种对权威的挑战以及超越,而最终的目的是科学的进步。

20世纪初,在牛顿经典物理学达到顶峰,形成一种权威的时候,也出现了对这种权威的挑战——爱因斯坦提出的相对论和普朗尼提出的量子论,而这个挑战引起了物理学的一场革命,也促进了科技和经济、社会的飞跃,促进了人类认识能力和思维模式的发展,也改变了人们的自然观念。

从这里,你将了解相对论和量子论的主要内容及其意义。

一、经典物理学的创立与危机(一)经典物理学的创立过程:1)时间:17—19世纪2)基础:17世纪牛顿创立的经典力学3)体系:19世纪,在经典力学的基础上,光学、热力学、电磁学、天体物理学等新兴学科取得长足进步,形成了经典物理学体系。

4)意义:经典物理学把人类对自然界的认识推进到前所未有的深度和广度。

(一)经典物理学的危机1)经典物理学的绝对化:当时人们以牛顿力学为代表的经典物理学看作了绝对权威的理论,认为一切自然现象都可以用经典物理学加以说明。

2)物理学的新发现:X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。

经典物理学所研究的是人们日常生活中易于理解的宏观世界,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提高到一个新的层次,物理学要进行一场彻底的变革。

二、爱因斯坦与相对论(一)爱因斯坦的生平爱因斯坦(1879-1955),德国物理学家。

1905年获得哲学博士学位。

曾在多所大学教授,并当选为普鲁士科学院的院士。

1921年,他因在光点效应上的贡献获得诺贝尔物理学奖。

1933年,因受纳粹政权的迫害,迁居美国。

1940年入美国籍。

(二)相对论的提出相对论的两个基本原理:相对性原理和光速不变原理。

狭义(1905年):物体运动时,质量会随着物体运动速度的增大而增加,同时,空间和时间会随着物体运动速度的变化而变化。

物理学史5.5 经典物理学的危机

物理学史5.5  经典物理学的危机

5.5经典物理学的“危机”关于经典理论的“危机”和它的维护者所持的态度,有一个事例,被人们作为典型经常引证,这就是开尔文的“两朵乌云”。

开尔文在19世纪后半叶,对经典物理学作过许多贡献。

1900年,这时他已76岁了,是一位德高望重的物理学界老前辈。

这一年4月27日,他在英国皇家研究所(Royal Institution)发表了一篇讲演①,题为:《在热和光动力理论上空的19世纪乌云》,开头的一段话是这样说的:“动力学理论断言热和光都是运动的方式,现在这一理论的优美性和明晰性被两朵乌云遮蔽得黯然失色了。

第一朵乌云是随着光的波动论而开始出现的。

菲涅耳和托马斯·杨研究过这个理论,它包括这样一个问题:为什么地球能够穿过本质上是光以太这样的弹性固体而运动呢?”开尔文回顾了以太的各种学说,并阐述了自己的看法。

他认为菲涅耳和托马斯·杨的学说不能完满解释与以太有关的各种现象,物体在以太中,必然跟以太有相互作用。

“如果把以太看成是可伸可缩的固体,就不难回答这一问题。

我们只要假设原子对以太会产生力,靠这个力的作用,在原子占据的空间(以太)被浓缩和稀释。

”他肯定了费兹杰惹和洛仑兹的收缩假说,认为已经摆脱了困境,迈克耳孙-莫雷实验的“结果不能否定以太通过地球所占空间的自由运动。

”不过,开尔文并不因此而表示乐观,他宣称:“恐怕我们还必须把第一朵乌云,看成是很稠密的。

”接着,开尔文以大量篇幅讨论第二朵乌云,这是指的能量均分原理遇到了麻烦。

他认为这朵乌云应该驱散,二十多年来,麦克斯韦、玻尔兹曼、瑞利等人总希望维护能量均分原理,“避免破坏普遍结论的简单性。

”但是实际上不可能有这种简单性。

开尔文提到他自己就在十年前向能量均分原理提出过质疑。

经过一番论证之后,开尔文宣称:“要达到所需结果,最简单的途径就是否定这一结论,这样就可以在20世纪开始之际,使……这朵乌云消失。

”有人说,开尔文关于两朵乌云的演讲预见到物理学正酝酿着一场伟大的革命。

近代自然科学发展史上的三次危机与突破

近代自然科学发展史上的三次危机与突破

自然科学发展史是研究自然科学发展过程及其规律的科学。

它依据历史事实,通过对科学发展历史过程的分析来总结科学发展的历史经验并揭示其规律。

在漫长的自然科学发展史上,近代曾出现了三次严重的危机,并由此也带来了三次重大的突破,从而推动自然科学向前进一步发展。

近代自然科学是以天文学领域的革命为开端的。

天文学是一门最古老的科学。

在西方,通过毕达哥拉斯、柏拉图、喜帕恰斯、托勒密等人的研究,已经提出了几种不同的理论体系,成为一门最具理论色彩,又是提出理论模型最多的一门学科。

同时,天文学与人们的生产和生活密切相关,人们种田靠天、畜牧靠天、航海靠天、观测时间也靠天,这就必然会有力推动天文学的发展。

然而,天文学在当时又是一门十分敏感的学科。

在天文学领域,两种宇宙观,新旧思想的斗争十分激烈。

特别是到了中世纪后期,天主教会还别有用心地为托勒密的地心说披上了一层神密的面纱。

硬说地球处于宇宙中心,证明了上帝的智慧,上帝把人派到地上来统治万物,就一定让人类的住所??地球处于宇宙中心。

这种荒唐说法被当作权威加以崇信之后,托勒密的学说就成为不可怀疑的结果而严重阻碍着天文科学的进步。

然而,地心说基础上产生的儒略历在325年被确定为基督教的历法后,它的微小误差经过长时间的积累已经到了不可忽视的地步,同观测资料大相径庭。

葡萄牙一位亲王的船长曾说:“尽管我们对有名的托勒密十分敬仰,但我们发现,事事都和他说的相反。

”托勒密体系的错误日益暴露,人们急需建立新的理论体系。

当时,文艺复兴正蓬勃开展,它不仅大大解放了人们的思想,同时也推动了近代自然科学的产生。

波兰天文学家哥白尼适应时代要求,他从1506年开始,在弗洛恩堡一所教堂的阁楼上对天象仔细观察了30年,从而创立了一种天文学的新理论--日心说。

1543年,哥白尼公开发表《天体运行论》,这是近代自然科学诞生的主要标志。

日心说的提出恢复了地球普通行星的本来面貌,猛烈地震撼了科学界和思想界,动摇了封建神学的理论基础,是天文学发展史上一个重要的里程碑。

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三大实验发现诱发了经典物理学危机三大实验发现打开了经典物理学的缺口原来认为原子是不可分割的最小质点,现在从原子里发现了电子、X射线和γ射线;原来认为元素是固定不变的,但放射现象表明一种元素可蜕变为另一种元素;原来认为物质的质量与运动无关,现今电子的质量随运动速度变化而变化,质量似乎不守恒了;原来认为能量守恒只存在于机械能、热能和电能相互转化之中,现在一块静止的放射物质本身就是热源,即便没有外力作用,能量也源源不断地向外界释放,能量好像也不守恒了;原来认为质量和能量不搭界,现在放射性物质因能量不断释放,质量也不断减小。

三大实验发现猛烈地冲击着牛顿力学的物质质量、能量、动量等基本概念,经典物理学中质量守恒、能量守恒、运动定律等基本定律也面临严峻考验。

面对物理学危机,一些抱残守缺的物理学家悲观失望,唯心主义趁虚而入。

相对论:演绎法的典范✓从一般到特殊的逻辑过程。

✓从一般的原理推知某个从属于该类事物的特殊事物的新知。

✓相对论的基本原理是从更高层次的基本理念出发的假设,是在极少量的实验事实的启发下,依据其对世界、宇宙的认识理念(如世界的可认识性、客观规律的简单性、对称性或美学原则等)得出的物理学是所有自然科学的基础应用物理学✓已发现的规律->应用物理->开发->工程✓力学->机械学、结构学(建筑,桥梁设计)✓电学->电工学->电气化✓光学->应用光学->光学工程✓电子学->电子工程->信息科学✓量子论,相对论->核物理->原子弹、核能的利用交叉作用、发展原子核物理学的新发现与核工程技术◆对核结构和质量的研究,使人们认识到原子核结合能随原子量变化的规律:一个重核分裂成两个中等质量的核时,会释放能量;某些轻核聚合成一个较重的核时,会释放能量;●E= ΔMC2 ΔM----质量亏损,●一次核聚变时放出的能量要比核裂变时大四倍以上。

◆原子核物理的发现,奠定了裂变核能与聚变核能应用的基础。

◆核能应用的实现还必须进一步解决一系列应用物理学和工程技术上的问题。

激光技术与工程的迅速发展及其深刻影响激光器的输出水平不断提高\四十多年来,激光器的品种迅速增加:☐输出激光的频率覆盖着越来越广的范围:输出激光的光束质量,好的可达近衍射极限激光应用的开创性表现在:①激光光谱技术比传统的分辨率提高了百万倍,灵敏度提高了百亿倍;②激光为信息技术开拓了丰富的频率资源;③激光可在很小的区域上聚焦很高的功率密度:④激光技术开辟了崭新的军事应用,物理学为宇航奠定理论基础宇航学的开端与物理学的进展密不可分。

正是物理学的基础和现代技术的发展才使“嫦娥奔月”的佳话和“万户”航天的理想得以变为现实。

物理学与工程技术的结合具有普遍性◆基本粒子物理学与大型加速器工程相伴发展,低温物理的一个光辉篇章是超导体的研究。

超导技术的应用纳米科技1895年11月10日,德国物理学家伦琴(Rontgen,1854-1923)在做阴极射线实验时,偶然发现了一种新的辐射,它能轻易穿透一些如纸张之类不透明的物质。

伦琴把它叫做X射线。

伦琴发现的X射线引起法国物理学家贝克勒尔(A.H. Becquerel, 1852 -1908)的兴趣。

因为伦琴是通过荧光材料所发出的荧光而发现X射线的,所以贝克勒尔想知道是否有荧光材料放出X射线。

居里夫人在1898年把这种现象命名为放射性居里夫人钋和镭的发现J.J.汤姆生(J.J.Thomson)•直接测阴极射线携带的电荷•使阴极射线受静电偏转•用不同方法测阴极射线的荷质比•证明电子存在的普遍性①力学伽利略是第一个把实验引进力学的科学家,他利用实验和数学相结合的方法确定了一些重要的力学定律。

他根据杠杆原理和浮力原理写出了第一篇题为《天平》的论文。

不久又写了论文《论重力》,第一次揭示了重力和重心的实质并给出准确的数学表达式,因此声名大振。

伽利略对运动基本概念,包括重心、速度、加速度等都作了详尽研究并给出了严格的数学表达式。

尤其是加速度概念的提出,在力学史上是一个里程碑。

有了加速度的概念,力学中的动力学部分才能建立在科学基础之上,而在伽利略之前,只有静力学部分有定量的描述。

力学、微积分、物质组成思想、光学实验发现和理论、万有引力定律、运动三定律、低速流体阻力定律、彗星理论、潮汐理论和宇宙系统论等都在各学科的历史上留下了划时代的和奠基性的巨大贡献。

牛顿科学思想的核心是粒子和力,物理上的贡献:运动三定律,万有引力定律商朝有了世界上最早的日食、月食纪录。

春秋鲁国天文学家留下了世界上关于哈雷慧星的最早纪录。

战国甘德、石申的《甘石星经》是世界上最早的天文学著。

编写于公元前1世纪以前的《周髀算经》比西方早500年提出勾股定理。

西汉《九章算术》有些内容是世界上最先进的。

在世界上最早发明了造纸术。

张衡的地动仪是世界上最早测定地震方位的仪器。

华佗在世界上最早采用全身麻醉方法。

祖冲之在世界上第一次把圆周率准确到小数点以后的七位数。

赵州桥是现存世界上最古老的石拱桥。

《金刚经》卷子是现存世界上最早有确切日期的雕版印刷品。

僧一行在世界上第一次测量子午线。

唐太宗时创办了分科较细的医学校,比西方早200年。

《唐本草》是世界上第一部由国家编定和颁布的药典。

毕升发明活字印刷术。

指南针,北宋时应用于航海。

唐宋时期发明了火药和火药武器。

沈括的“十二气历”比英国早800多年。

郭守敬的《授时历》比现行公历的确立早300年。

“张悟本现象”是钻了法律的空子健康教育是人人都可以参与的,但关键的是必须对所宣传的内容负责任。

目前我们的法律在这方面还不够健全,没有形成法律上的制约和威慑作用。

张悟本的走红是钻了法律的空子,我们现在找不到依据来处罚他,张悟本的“成功”让很多人看到利用人们的追求健康心理来赚钱得太容易了,如果不从法律上根本阻止,一定会有很多人跟风钻空子。

当务之急是应该立法补上这个空子,启动突发公共卫生事件应急机制,启动紧急立法程序,完善现有法律保障公众健康的框架。

张悟本著的《把吃出来的病吃回去》一书的走火已经形成了一种文化现象,我们可以称之为“张悟本现象”。

随着他那句经典的“把吃出来的病再吃回去”的绿豆、茄子养生法,华夏大地一时豆贵张悟本现象”的积极意义就在于,政府、主流媒体和医学专家这次能及时站出来,对“张氏保健养生逻辑”说“不”,表明对于满天飞的保健信息的市场监管正在发力,社会正在回归理性,张悟本是一个利用大众养生健康意识增强,但又不辨真假,不懂科学、盲目崇拜的从重心里,大把赚钱,没有社会责任感的明星科学骗子科学精神与人文素养的关系科学精神与人文精神是两个系列的价值观念,是人类精神的两个维度,为人类社会的发展提供了两种精神指向。

科学精神与人文精神的契合以及两者的相互作用对于人及人类社会的健康发展是不可或缺的,二者的关系不是割裂而是契合。

由于认识上的原因,人们以往一直没有在两种精神中间找到一个恰当的契合点。

因而,两者并没有得到很好地协调发展,没有整合出合理而系统的科学人文精神或人文科学精神。

科学和人文各自被片面地发展,并在很长时期内出现了科学主义和人文主义的冲撞。

这种冲撞给社会、文化以及人自身的发展带来了消极影响甚至是灾难。

第一节科学与技术的基本概念一、什么是科学(一)科学的含义辞海解释:关于自然、社会和思维的知识体系。

看成是知识、知识发展和知识运用过程的统一。

(二)科学的特征1 它是一种知识形态的理论、概念或原理、学说。

2 它是一种不以人的意志为转移的客观存在,具有重复性、再现性和可比性的特点(检验科学的三性的基本原则,符合三性――真科学、否则假科学)。

3 它具有连续性、深入性和创造性的特点。

4 它的发展变化没有止境。

二、什么是技术(一)技术的含义愿意:是指个人所掌握的技巧、手艺等技能或本领。

表现形式:知识形态和物质形态两个方面。

根本目的:在于对自然界的控制和利用。

价值标准:在于是否实用和带来何种经济效益。

(二)技术的特征1 综合性与集成性 2 通用性与适用性3 依存性和连锁性4 先进性与经济性5 技术具有自然和社会双重属性6 个性化(三)技术的本质为实现预期结果而重复进行的优化操作。

三、科学与技术的关系(一)两者的区别1、职能性质上的区别科学的根本职能是认识世界,揭示客观事物的本质和运动规律,着重回答“是什么”、“为什么”的问题;技术的根本职能是改造世界,实现对客观世界的控制、利用和保护,着重回答“做什么”、“怎么做”的问题。

科学――精神财富,技术――物质财富。

成果表现:科学――新现象、新规律、新法则的发现,技术――新工具、新设备、新方法、新工艺的发明。

2、发生地的区别科学以大学为中心,技术以企业为主体(企业是技术发明与技术开发的主体)(二)两者的联系相辅相成科学中有技术、技术中有科学,在科学转化为生产力的过程中,技术是中间环节,技术是科学原理的物化和应用,技术是科学的延伸,科学是技术的升华。

(三)两者关系发展的新趋势科学的技术化是现代科学发展的重要特点,技术的科学化是现代技术生命力所在。

第二节科学技术系统一现代自然科学的分类与结构(一)科学技术——自然科学-科学研究经历的三个阶段:基础性研究、应用性研究、开发性研究。

三个层次:基础科学、技术科学及应用科学(二)现代自然科学的四大门类——理、工、农、医四大门类(理-基础科学、工-工程科学、农-农业科学、医-医学科学)(三)现代科学的网状结构1、边缘科学,2、横断科学,3、综合科学(四)关于软科学人们把研究解决如何管理科技、经济与其他社会课题的学科,如科学学、管理学、决策科学、领导科学、系统科学、技术经济学、人才学以及各种政策研究和发展战略研究等,统称为软科学。

研究自然科学某一领域的各个学科,如基础科学各学科及工、农、医等应用科学,统称为硬科学。

二现代技术分类三大类:实验技术、基本技术、产业技术三当代科技发展的特点和趋势1、科学技术加速发展,呈现知识爆炸的状态,科学的发展按指数级增长。

2、科学技术创新的速度日益加快,科学成采商品化周期大大缩短。

3、科学技术领域相互渗透、交叉和融合,科学交叉点往往是发展前沿。

4、科学技术与人文、社会科学密切结合。

5、科学技术研究与开发的国际化趋势明显加快。

6、科学技术特别是高技术已经成为经济和社会发展的主要力量。

7、大科学时代,科技研究方式和组织方式将发生很大的变化。

8、原始性创新成为科技竞争的制高点。

四21世纪科技发展趋势1、科学与技术结构中心发生转化。

2、高度数学科学化。

3、跨门类科学与技术整合化。

4、科学与技术一体化5、科学技术高度社会化、社会高度科学技术化。

6、向人与自然环境相协调的方向发展。

五人文社会科学1、人文科学与社会科学的含义人文科学:是关于人的自身的学说或者理论体系,是对人的存在、本质、价值和发展等问题,对人的自然属性、社会属性、特别是精神文化属性进行探研的学问。

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