第25课 现代科学革命

相对性原理和光速不变原理
狭义相对论和广义相对论统称相对论。 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 不是绝对的，而是相对的。 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。
“相对论”妙解
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“最简单的话”解释清楚他的“相 对论”。当时，据说全世界只有几个高明的科学家看 得懂他关于“相对论”的著作。 爱因斯坦走出住 宅，对大家说：“比方这么说——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5分 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5分钟，但你却像坐了一个小时。——唔， 这就是相对论！”
第25课 现代科学革命
一、经典物理学的危机
1、17—19世纪牛顿经典 完善、成熟 力学日趋___________。 2、 19世纪末以牛顿力学 为基础的经典物理学无法
物理学的新发现 解释_____________而陷
入危机(相对论和量子理论 出现的背景 )
二、爱因斯坦与相对论
1879年，阿伯 特· 爱因斯坦 (Albert Einstein) 出生在德国西南部 古城乌耳姆的一个 犹太人家庭。父亲 是个电工设备店店 主。母亲是个有成 就的钢琴家。
基础： 相对论与量子论 意义： 构成；弥补改变；物理学与思维
△物理学的发展给了我们什么样的启示？
积 追 求 敢于质疑 淀 科 勇于创新 人 文 学 精 实践出真知 底 蕴 神
背景：经典物理学的危机 现 相对论 代 科 内容 学 （两大支柱） 革 量子论 命 内容：狭义相对论与广义相 对论；相对性原理与光速不 变原理 意义： 历程：普朗克的量子假说， 爱因斯坦的光的量子理论； 玻尔的原子 意义： 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， 对人类的思维产生了影响
6、称为物理学领域最伟大革命成就是（
）
A、牛顿力学体系创立 B、爱因斯坦相对论的提出
C、海王星、冥王星的发现 D、普朗克提出量子假说 7、相对论两个基本原理是： ①相对性原理 ②质量守恒定律 ③光速不变理论 ④ 万有引力定律（ ） A、①③ B、②④ C、②③ D、①④
8、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（ ）
加热到不同温度的物体发出不同颜色的光
2、背景：
•1900年，普朗克为了克服经典物理学对热辐射现 象解释上的困难，量子假说。
量子论的发展
过程： 普朗克的量子假说；
爱因斯坦提出光的量子理论
玻尔提出原子的量子理论；
研究微观粒子运动规律的量子力学建 立起来了
量子论的意义
地位： 20世纪最深刻最有成就的科学理论之 一，对微观世界认识有了革命性的进 步。
• • • • • • • • • •
4、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 B、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 D、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 5、海王星的发现是根据 A、哥白尼日心说的推算 B、牛顿理论的推测 C、法拉第演说计算 D、爱因斯坦对时间、空间属性的揭示
课堂小结:
•1、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 ①否定了经典力学的绝对时空观 ②揭示了时间、空间并非绝对不变的本质属性 ③打 破了经典力学体系的局限性 ④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 •A ①②③ B ②③④ C ①③④ D ①②④ •2、 现代物理学的基础是 •A、牛顿力学 B、相对论 •C、量子假说 D、量子理论、相对论 3、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（ ） A、自由落体运动规律的提出 B、相对论的提出 C、量子论的提出 D、万有引力定律的提出
课堂小结
（1）相对论的背景、内容、意义？
背景： 内容：
意义：
经典物理的日臻完善；19世纪经典物理学的危机
相对性原理、光速不变原理 对物理学；对人的思维
（2）量子论的背景、内容、意义？
背景： 内容： 意义： 经典物理学的危机；热辐射的疑点
量子假说、光的量子理论、原子的量子理论
地位；对社会
（3）现代物理学的基础及历史意义？
A、前者否定后者 C、前者解释后者 B、前者概括后者 D、前者发展后者
9、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 ①注重实验 ②数学化 ③体现微观世界 ④经验法 A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ①②④
A
10、下列物理学成就取得的先后顺序排列正确的 是 ①落体定律 ②万有引力定律 ③狭义相对论 ④量子论 A. ①②③④ B. ①③②④ C. ②①④③ D. ①②④③
1.提出： 德国物理学家普朗克
普朗克（1858—1947年）， 德国物理学家、哲学家，量 子理论的奠基人，1879年在 慕尼黑大学获得博士学位后， 先后在慕尼黑大学和基尔大 学任教授。1888年任柏林大 学理论物理研究所所长。他 在物理学上最大的贡献是 1900年提出辐射量子假说。 并因此获得1918年诺贝尔物 理学奖。
音乐和物理伴随 爱因斯坦的一生
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。
二、爱因斯坦与相对论
1、相对论的提出 1905年提出匀速运动体系的狭义相对论； 1916年提出加速运动体系的广义相对论。 2、主要内容： 相对性原理和光速不变原理。
相对论的两个基是多方面的，最重要的 是在力学方面，下面关于牛顿的表述不正确的 是( ） A.除了在力学方面的重大贡献外，还是微积 分的发明人之一 B.著有科学巨著《自然哲学的数学原理》 C.他推测出了海王星和冥王星的存在 D.他提出了三大定律和万有引力定律
C
• 3、相对论的意义： （1）物理学最伟大的革命
• （2）解决了经典物理学的危机，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。 • （3）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。
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 一些科学家在内的很多人的反对。 1921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，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。
• 相对论构成了现代物理学的两大支柱之一.
那么,现代物理学的另一个支柱又是什么呢? 量子理论是现代物理学的另一大支柱。
能力提升
爱因斯坦相对论与牛顿经典力学的关系：
部分否定： 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。
继承发展： 牛顿力学是相对论力学低速状态时的一个特例。
二、量子理论中的微观世界
社会：
推动了生产力发展，根本上改变了人 们的物质生活。
现代物理学兴起的重大意义
构成
1.量子理论和相对论一起，共同构成了现代物理学 的基础。
弥补、改变
2.量子理论和相对论弥补了经典物理学的不足，大大开 阔了人们的视野，改变了人们看世界的角度和方式。
物理、思维
3. 不仅对物理科学本身，对自然科学，而且对整个人 类的思维都产生了不可磨灭的影响。