爱因斯坦提出的相对论和普朗尼提出的量子论

1、17—19世纪牛 顿经典力学日趋 完善、成熟
危机与机遇：“晴空上漂浮着两朵乌云”
“以太”说破灭
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”。
1916年，爱因斯坦发表了广义相对论基础，最具创 见也是最伟大的贡献： 5、广义相对论（取代了牛顿的万有引力理论）
爱因斯坦1905年提出的相对论，后来称作狭义相对 论，以光速永不改变、相对性原则来推论，得到“时间” 会因速度快慢而改变的结论。
一、经典物理学的危机
牛顿是一位伟大的科学 家。数学界，他总结出了微积 分；在物理界，他总结出了万 有引力定律以及经典力学的三 大定律；在光学方面，他最早 发现了白光的组ຫໍສະໝຸດ Baidu，指出了色 散的本质。
1727年3月20日，伟大 的牛顿逝世，他被埋葬在威斯 敏斯特教堂，在他的墓碑上镌 刻着：
让人们欢呼这样一位多么 伟大的人类荣耀曾经在世界上 存在！
第三件，用牛顿力学 算出了一颗未知行星的位 置。1781年天王星被发现， 科学家用牛顿力学计算它 的轨道，可是计算结果总 是同观测纪录不大相符。 经反复核算，观测无误。 那问题是否出现在牛顿力 学上面？法国的勒维列和 英国的亚当斯坚信牛顿力 学的正确，大胆猜想计算 结果之所以不理想，
是因为太阳系中还有一颗未知的行星，我们没有考虑到它对天王星的引力作 用。他们用牛顿力学算出了这颗未知行星的位置和质量。 1848年9月23日，柏林天文台台长在收到勒维列来信的当晚，用望远镜对准勒 维列所指出的位置，一下子就看到了一颗新的行星—海王星。勒维列无需观 测星空，就在笔 尖上发现了新行星。牛顿力学又创造了新的奇迹。
第25课 现代科学革命
导言
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。学习本课，你将 了解相对论和量子论的主要内容及其 意义。
牛顿力学刚刚问世时，曾受到 不少人的怀疑和反对。牛顿力学是 否是科学？只能由实践来检验。牛 顿力学不断被证实，历史上最著名 的有三件事。
第一件，用牛顿力学算出地球 的形状象只桔子。古希腊的亚里士 多德认为地球是个正球体，两千年 来人们对此深信不疑。牛顿却根据 他的力学，说地球是个扁球体，象 只大桔子。此言一出，学界哗然。 地球那么大，牛顿又从不出远门， 他凭什么说地球有点扁？可是法国 科学家经过三次实地测量，终于证 实了牛顿的看法。用力学能算出地 球的形状，真是个奇迹。
他们假定整个宇宙空间都充满了“以太”，“以 太”是一种由非常小的弹性球组成的稀薄的、感觉不 到的媒介。“以太”是光、电、磁的共同载体的概念 为人们所普遍接受，形成了一门“以太学”。
2、19世纪末以牛顿力学为基础的经典物理学陷入危机
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。
寻找本世纪爱因斯坦，再创科学奇迹
为纪念爱因斯坦对物理学的贡献，联合国教科文 组织特选定相对论发表100周年暨爱因斯坦逝世50周 年的05年为世界物理年，许多国家更将2005年定为 爱因斯坦年。并透过展示物理在经济技术文化等方面 的重要作用，争取公众对物理学的理解与支持，期使 物理学能在21世纪得到全新的发展。
1887年，实验结果证明， 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”。
无法解释之例子一：夜空的金牛座上的“蟹状星云”， 是900多年前一次超新星爆发中抛出来的气体壳层。
L（距离） C+V（速度）
第二件，用牛顿力学算出了哈雷彗星的回归周期。长期以来到，人们 一直认为彗星是神秘的，不吉利的灾星，根本不能用科学来说明。牛 顿说，既然彗星也是天体，就必然遵循力学规律。他的好友哈雷用牛 顿力学算出了1682年出现的彗星的轨道，指出它的回归周期是75—76 年，由此预言它将在1758年再次出现。哈雷1705年发表这个预言，当 时他已49岁，却要预言53年以后的事，岂非耸人听闻？可是1758年这 颗彗星果然如期出现，并被命名为哈雷彗星。牛顿力学剥掉了彗星的 神秘外衣，对它的运行作出了科学预见，这又是一个奇迹。
有了牛顿力学，秀才不出门，能知地球事，能知天上事。牛顿力学创造 的一次又一次奇迹，使科学享有崇高的威望。
1875年时，普朗克在慕尼黑 大学学物理，物理老师曾劝他不 要学纯理论，因为物理学“是一 门高度发展的、几乎是臻善臻美 的科学”，现在这门科学“看来 很接近于采取最稳定的形式。也 许，在某个角落里还有一粒尘屑 或一个小气泡，对它们可以去进 行研究和分类，但是，作为一个 完整的体系，那是建立得足够牢 固的。而理论物理学正在明显地 接近于几何学在数百年中所已具 有的那样完美的程度。”
结论：在25年持续看到超新星爆发时发出的强光。
史书记载：强光从出现到隐没还不到两年。 矛盾
二、爱因斯坦与相对论
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， 这样的改变还将继续下去。
1905 神奇的一年
1905年，爱因斯坦26岁，接连写下4篇改变整个20 世纪物理学面貌的论文： 1、光的量子说（解释光电效应） 2、布朗运动（证明分子的存在） 3、狭义相对论（修正了牛顿力学） 4、质能互换律（E=mc2）