经典力学的重要奠基者伽利略

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由于不认同权威，爱因斯坦一度被人认为注定一事无成， １９０２年大学毕业后无法进入学术机构，只在瑞士伯尔尼专 利局找到一份做审查员的临时工作。但在那里，爱因斯坦被正 规教育扼杀的科学激情终于重新迸发出来，轻松的工作让爱因 斯坦得以继续致力于科学研究。１９０５年，年仅２６岁的爱 因斯坦发表了三篇论文，在物理学三个不同领域取得了历史性 成就，特别是狭义相对论的提出，使人类对于空间、时间和物 质运动的认识发生了革命性变化，标志着物理学新纪元的到来。
（2）发展了牛顿力学，将牛顿力学概括在相对论力 学之中，推动物理学发展到一个新的高度。Biblioteka Baidu
量子论的诞生与发展
（1）19世纪末20世纪初，电子和放射性的发现，打 开了原子的大门，使人们对物质的认识深入到原子内 1.背景 部。
（2）微观粒子的运动不能用通常的宏观物体的宏观 物体的运动规律进行描述。
2.过程
1）完成：1916年，爱因斯坦完成了 （2）广义相对论 广义相对论的最终形成。
2）内容：空间和时间不可能离开物 质而独立存在，空间结构和性质取 决于物质的分布，使人类进一步深 化了对时间、空间和引力现象的认 识。
从经典力学到相对论
（1）是物理学思想的一次重大革命，否定了经典力 学的绝对时空论，从本质上修正了由狭隘经验建立 3.意义 起来的时空观，深刻揭示了时间和空间的本质属性。
（1）诞生：1900年，德国物理学家普朗克提出了 物质的辐射能是不连续的，而是以最小的、不可再 分的能量单位即能量电子的整数倍跳跃式地变化的 量子假说。
（2）发展：爱因斯坦在丹麦物理学家玻尔提出氢 原子结构以后，利用量子论成功地解释了光电效应 出现的现象及光的本质，进一步推动了量子论的发 展。
量子论的诞生与发展
经典力学的重要奠基者-伽利略
1.背景：16世纪中期以来，受文艺复兴运影响，科学逐 渐从神学胡桎梏中解放出来，人类开始进入一个前所未 有的实验科学时代。
1)17世纪初，发现了著名的落体定律 (1)物理学
2.贡献：
2)确定了匀速运动和匀加速运动这两 个概念
(2)天文学:用自制望远镜发现了许多肉眼看不见的 星体，证明了哥白尼“日心说”的正确性。
从经典力学到相对论
（1）19世纪，科学得到了飞速发展。 1.背景（2）高速运动的微观粒子发生的现象，是经典力学所
无法解释的。 1）提出：1905年，爱因斯坦提出。
（1）狭义相对论
2）内容：物体运动时，质量会随着 物体运动速度的增大而增加，同时，
2.过程
空间和时间也会随着物体运动速度 的变化而变化。
（3）意义：人类认识自然的历史上对自然规律第一 次进行的理论性概括和总结。
2.应用：根据牛顿理论的推测，发现了海王星和冥王星。
（1）注重实验。 3.特征
（2）数学化，这种数学化的根源是自然内在的 数学关系。
（1）经典力学体系的建立标志着近代科学的形成。
4.意义 （2）经典力学及其后物理学的众多研究成果， 促进了资本主义的两次科技革命的出现。
（1）量子论的创立是物理学发展中的一场革命， 揭示了微观世界的特殊的运动规律，有力地冲击了 经典物理理论，提出了经典物理的适用范围。 3.意义 （2）使人们的认识深入到新的层次和领域，为 现代自然科学和现代技术革命提供了重要的理论 基础。
伽利略
伽利略是意大利的数学家、物理学家和天文学家， 在科学史上享有“近代自然科学之父”的荣称，还 被认为是“近代科学方法论的奠基人”。爱因斯坦 和英费尔德在他们合著的《物理学的进化》一书中 说：“伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方 法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着 物理学的真正开端。” 伽利略在力学、物理学研究中，创立了实验与数学 相结合的研究方法，开辟了研究自然的新途径。他 的实验工作已从比较朴素的试验操作发展为近代科 学意义下的实验方法，尤其是，他更加明确地确立 了实验在科学认识中的权威性地位。他认为，无论 依照某种前提推出的结论还是从观察归纳得到的规 律，都必须经过实验证明它确与事实相符，才能成 为可信的知识。他在研究工作中也十分重视运用逻 辑方法，但他是把实验结果而不是逻辑推断当作判 别真伪、是非的标准，这在当时是非常大胆的见解， 是对人们的认识方法的一种革命性的改造。
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牛顿
牛顿，是英国伟大的数学家、物理学家、天文学 家和自然哲学家。1642年12月25日生于英格兰林肯 郡格兰瑟姆附近的沃尔索普村,1727年3月20日在伦 敦病逝。
牛顿1661年入英国剑桥大学三一学院，1665年 获文学士学位。随后两年在家乡躲避瘟疫。这两年 里，他制定了一生大多数重要科学创造的蓝图。 1667年回剑桥后当选为三一学院院委，次年获硕士 学位。1669年任卢卡斯教授直到1701年。1696年任 皇家造币厂监督，并移居伦敦。1703年任英国皇家 学会会长。1706年受女王安娜封爵。他晚年潜心于 自然哲学与神学。 牛顿在科学上最卓越的贡献是 微积分和经典力学的创建。
(1)为经典力学的建立奠定了基础。
3.意义： (2)伽利略的发现以其他开始的科学研究方法， 是人类思想史上伟大的成就之一，标志着物理 学的真正开端。
经典力学的建立
(1)标志：1687年，牛顿发表《自然哲学的数学原理》。
1.建立 （2）内容：
1）物体运动三大定律和万有引力定律。 2）对物理学一些基本概念作出了定义。
“宽阔的河流平静，学识渊博的人谦虚。”凡 是对人类发展作出巨大贡献的伟大人物，都有谦虚 的美德。牛顿每当在科学上获得伟大成就时，从不 沾沾自喜，自以为很了不起，急忙出版著作，以扬 名于世。
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爱因斯坦
阿尔伯特·爱因斯坦 (Albert Einstein) １８７９年３月 １４日出生在德国巴登－符腾堡州乌尔姆市一个中产阶级犹太 人家庭。次年，全家迁往慕尼黑。爱因斯坦幼年并未表现出过 人的才华。５岁时，父亲给了他一个指南针，指针在磁力的无 形作用下转动的情景让他惊讶。像牛顿看到掉落的苹果一样， 爱因斯坦产生了一种奇怪的感觉，认为自己看到的现象是具有 深远意义的。他先在慕尼黑读高中，未毕业就退学，后转入瑞 士阿劳市的州立中学。１８９６年，爱因斯坦进入瑞士苏黎世 联邦工业学院学习数学和物理学，毕业后成为一名老师。爱因 斯坦喜爱教书育人，但成为一名物理学家却是他无法放弃的梦 想。
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普朗克
普朗克在发现能量量子以
后数年中，仍不断地验证其正 确与否. 普朗克的小儿子因反希 特勒罹杀生之祸, 希特勒发话说 只要普朗克向他求情, 就可以不 杀. 但是普朗克绝不向这个混世 魔王低头. 所以铀裂变发现者哈 恩说: “普朗克的名字将载入史 册, 这不仅仅是因为他堪称科学 伟人,而且也是因为他的人格: 在多次沉重的命运打击下, 他依 旧没有失去内心的伟大和人的 尊严.”
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落体实验
在伽利略之前，古希腊的亚里士多德认为，物体下落的快慢是不一样 的。它的下落速度和它的重量成正比，物体越重，下落的速度越快。 比如说，10千克重的物体，下落的速度要比1千克重的物体快10倍。 1700多年前以来，人们一直把这个违背自然规律的学说当成不可怀疑 的真理。年轻的伽利略根据自己的经验推理，大胆地对亚里士多德的 学说提出了疑问。经过深思熟虑，他决定亲自动手做一次实验。他选 择了比萨斜塔作实验场。这一天，他带了两个大小一样但重量不等的 铁球，一个重100磅，是实心的；另一个重1磅，是空心的。伽利略站 在比萨斜塔上面，望着塔下。塔下面站满了前来观看的人，大家议论 纷纷。有人讽刺说：“这个小伙子的神经一定是有病了！亚里士多德 的理论不会有错的！”实验开始了，伽利略两手各拿一个铁球，大声 喊道：“下面的人们，你们看清楚，铁球就要落下去了。”说完，他 把两手同时张开。人们看到，两个铁球平行下落，几乎同时落到了地 面上。所有的人都目瞪口呆了。伽伸利略的试验，揭开了落体运动的 秘密，推翻了亚里士多德的学说。这个实验在物理学的发展史上具有 划时代的重要意义。