物理学革命和现代科学的产生共74页

现代科学革命_课件

(2)材料二中的情况说明了什么问题？是如何得到解决的？答案微观粒子的运动不能用经典物理学的原理说明，经典物理学存在局限性，面临着危机和挑战。1900年，德国物理学家普朗克提出量子假说，后来，爱因斯坦提出了光的量子理论，丹麦物理学家玻尔提出原子的量子理论。使人类对微观世界的基本认识取得了革命性的观世界为研究对象。②量子论以微观粒子世界为研究对象。 (2)同：①背景：都是在经典物理学陷入危机，面临挑战的情况下提出的。②过程：刚开始都是作为假说，后来都得到精确的实验证明。③地位：相对论与量子论共同构成现代物理学的基本理论框架。④都是科学大师敢于向权威挑战，勇于追求真理的结果。
量子理论的建立是人类认识史上的又一次飞跃，它使人们的认识深入到了微观世界的领域。量子理论在解决原子领域的一系列重大问题中取得了很大成功。50多年来物理学在相对论和量子力学这两大基石上迅速建立起了现代物理学的大厦。从此，原子和分子物理学、核物理学、凝聚态物理学、低温物理学等边缘学科纷纷建立，形成了许多新的独立的体系。
加热到不同温度的物体发出不同颜色的光
(1)材料一中，你同意哪一种观点？请说出你的理由。答案同意爱因斯坦的观点。因为牛顿力学体系的建立是近代科学形成的标志，在欧洲启蒙思想宣扬科学、反对封建神学的运动中发挥了极大的作用，以牛顿力学为代表的经典物理学开创了一个崭新的科学时代。相对论是在经典物理学的基础上发展起来的，两者之间是继承与发展而不是相互排斥的关系。
二、爱因斯坦与相对论 1．提出：20世纪初，爱因斯坦提出的相对论为物理学的
发展带来了革命性的变化，爱因斯坦成为继牛顿之后最伟大的科学家。 2．内容：相对性原理和光速不变原理：时间、空间、运动、质量是相对的，可以互相转化。

第一节现代科学革命

Anyone who isn't shocked by quantum theory has not understood it. 谁如果在量子面前不感到震惊，他就不懂得现代物理学；同样如果谁不为此理论感到困惑，他也不是一个好的物理学家。 ——尼尔斯· 玻尔
（一）科学史上的第四次大综合
——相对论的创立
1.
原子核也可以再分割——原子核是有结构的
J· J· 汤姆逊(1856-1940)
J.J.汤姆孙 (1856-1940)
英国剑桥大学实验物理学家 1906年诺贝尔物理学奖
1897年4月30日，汤姆孙在英国皇家
学会演讲时宣布发现了电子。 1899年汤姆生正式把这种微粒叫做 “电子”。电子的发现被科学界称为十九和二十世纪之交的三大发现之一，汤姆生被誉为“电子之父”。
三种射线、和
1898年卢瑟福发现了、射线 2. 1900年法国维拉尔发现了射线卢瑟福是这三类辐射术语的命名者。射线是带两个正电荷的氦核流；射线是带是带负电的电子流；射线是电中性的电磁辐射（高能光子流）。对于射线，一张纸就可把它挡住。对于射线，非但纸挡不住，甚至可穿过几毫米厚的铝板，但强度有明显减弱。对于射线，它的穿透力最强，在穿过几毫米的铝板后，减弱很少，要挡住它，则要用又厚又重的铅砖。
1914年一次大战爆发，他拒绝在所谓的“维护德国文化”声明上签字，震惊全世界。
1933年访问美国期间，希特勒上台，残酷迫害犹太人，他的家产被抄没，著作被焚毁，并被缺席判处死刑。爱因斯坦宣布放弃德国籍，退出普鲁士科学院，迁居美国。
1933—1945年人普林斯顿高等学术研究院研究员，1940年入美国籍。
法国科学家皮埃尔· 居里（1859-

现代科学革命 PPT

一、经典物理学的危机
（一）经典物理学的创立（二）经典物理学的危机
二、现代物理学的兴起
（一）爱因斯坦与相对论
（二）量子理论中的微观世界（三）现代物理学兴起的意义
1.量子理论和相对论一起，共同构成了现代物理学的基础。 2.量子理论和相对论弥补了经典物理学在宏观世界和微观的粒子世界面前的空缺，描绘了一个崭新的世界，大大开阔了人们的视野，改变了人们看世界的角度和方式。
（D ）
D ②③
C 3、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物理学是完全错误的 D 量子论使人类对微观世界的基本认识有了革命性进步
4、打破了经典物理学的绝对化思维，为人们提供
A 了辨证地看待世界的途径的成就是（）
量子力学的产生和相对论的产生有什么共同点？这说明了什么？
共同点：从背景上看，19世纪末，物理学得到了极大的发展，物
理学的研究一方面深入到物质内部的微观世界，另一方面扩展到整个宇宙。但是，一系列新的发现无法用经典物理学解释，这使得经典物理学陷入了危机，面临着挑战。
从产生过程看，第一，都是科学大师们敢于向权威挑战，追求真理的结果。第二，都经历了一个产生发展完善的过程。
广义相对论：
进一步揭示了时空结构同物质分布的关系，指出物质间存在的万有引力是由于物质的存在和分布使时间和空间的性质不均匀而引起的。
相对论的提出是物理学思想的一场重大革命，相对论既是原子内部的微观物理学的基础，也是天体物理学和宇宙学的基础。
一、经典物理学的危机
（一）经典物理学的创立（二）经典物理学的危机二、现代物理学的兴起

现代科学技术革命的诞生-5页精选文档

现代科学技术革命的诞生-5页精选文档现代科学技术革命的诞生、特征和影响一、现代科学技术革命的诞生（一）20世纪的科学革命1.现代科学革命产生的背景：到19世纪，机械决定论和还原论仍然影响着物理学、化学、生物学、医学、心理学。

它已经根深蒂固地渗透到自然科学的各个研究领域，甚至人类的文化方面。

人们在研究复杂事物的过程中，主要采取从实体上进行还原的方法，“试图在所有复杂的现象中找到共同具有的物质实体（如原子），将其作为差异性的共同基础。

”爱因斯但指出：“从希腊哲学到现代物理的整个科学史中，不断有人力图把表面上极为复杂的自然现象归结为几个简单的基本观念和关系。

”近代科学在诸如力的分解、元素的离解，生物的解剖等方面取得的成功，使人们坚信“机械分割”的思想是无往不胜的，并试图把这种方法推广到对生命现象和社会现象的研究上。

机械还原论者坚信，任何复杂的运动形式，都可以最终分解为机械的或力学的运动形式。

尽管19世纪的自然科学取得的某些成就已经部分地揭露了机械决定论和机械还原论的局限性，但是要动摇和突破这种规范是不容易的，因为它们是构成近代科学赖以产生和发展的基础。

恩格斯说：“把自然界分解成各个部分，把自然界的各种过程和事物分成一定的门类，对有机体的内部按其多种多样性的解剖形态进行研究，这是最近400年来在认识自然界方面获得巨大进展的基本条件。

”19世纪末，许多科学家都认为，以力学为基础的经典物理学大厦已经峻工，人们在对这幢雄伟大厦表示赞叹之余，又多少流露出满足和无所作为的情绪。

著名的德国科学家基尔霍夫（G.R.Kirchhoff）表示：“物理学将无所作为了，至多只能在已知规律的公式的小数点后加上几个数字罢了”。

英国大物理学家W.汤姆逊在刚跨入20世纪的第一天的《元旦献辞》中也说：“在已经建成的科学大厦中，后辈物理学家只能做一些零碎的修补工作。

” W?汤姆逊在对科学大厦赞叹的同时，又不得不承认在物理学晴朗的天空还有两朵小小的令人不安的乌云。

物理学革命课件ppt

量子力学的意义和影响
量子力学的发现彻底改变了我们对自然界的认识，尤其是微观世界的理解。
量子力学在许多领域都有广泛的应用，如电子学、半导体技术、超导电性、量子计算机等。
量子力学的理论框架为现代物理学的发展奠定了基础，对其他科学领域也产生了深远的影响。
04
物理学革命的影响
对科学发展的影响
促进科学观念的变革
社会文化背景的影响
物理学革命的理论和观点可能与社会文化背景密切相关。因此，不同地区和文化的科学家可能对同一理论持有不同的看法和态度，这可能影响物理学革命的传播和发展。
政治和经济利益的考量
在某些情况下，物理学革命可能涉及到政治和经济利益的问题。这可能导致某些国家或利益集团对物理学革命采取保守或谨慎的态度，限制其发展和应用。
THANKS
感谢您的观看
理论预测的不确定性
新的理论预测可能存在不确定性，即无法准确预测某些物理现象或提供确定的预测结果。这使得理论解释在实际应用中的可靠性受到限制。
哲学和社会影响的问题
科学方法的质疑
物理学革命往往涉及到对现有科学方法的质疑和挑战。这可能导致科学界对革命性理论的接受程度产生分歧，影响科学方法的统一性和权威性。
物理学革命课件
目录
CONTENTS
• 物理学革命的背景 • 相对论革命 • 量子力学革命 • 物理学革命的影响 • 物理学革命的争议和挑战
01
物理学革命的背景
经典物理学的局限性
经典物理学在解释微观粒子行为和极端条件下表现出局限性，无法解释高速运动、微观粒子和强引力场中的物理现象。
经典物理学无法解释宇宙大尺度结构和演化，如星系旋转、宇宙膨胀等现象。
随后，爱因斯坦提出光量子理论，解释了光电效应等现象，进一步推动了量子力学的发展。

第26课现代科学革命课件5(岳麓版必修3)

Avinash Khare《分数Fra bibliotek计与量子理论》
加热到不同温度的物体发出不同颜色的光
秦山核电站
知识链接
诺贝尔和诺贝尔奖
诺贝尔
1901年第一届诺贝尔奖颁奖现场
阅读与思考
爱因斯坦
卓别林
爱因斯坦、卓别林曾经下榻的浦江饭店
相对论极其抽象，难以理解，并与人们的常识相矛盾。因此，人们很难相信它是正确的而予以接受。但相对论最终还是取得了成功，成为现代物理学的支柱之一。从这件事情当中，你得到了什么启发？
1930年爱因斯坦和爱丁顿在一起
1913年10月14日爱因斯坦给黑尔的信件
爱因斯坦在美国讲学
(西班牙)达利的《永恒的记忆》
“Ladies and gentlemen, our age is proud of the progress it has made in man's intellectual development. The search and striving for truth and knowledge is one of the highest of man's qualities - though often, the pride is most loudly voiced by those who strive the least. And certainly we should take care not to make the intellect our god; it has, of course, powerful muscles, but no personality. It cannot lead, it can only serve; and it is not fastidious in its choice of a leader. This characteristic is reflected in the qualities of its priests, the intellectuals. The intellect has a sharp eye for methods and tools, but is blind to ends and values. So it is no wonder that this fatal blindness is handed on from old to young and today involves a whole generation.”

7物理学革命和现代科学的产生汇总PPT课件

2020年9月28日
2
世纪之交科学家眼中的物理学
开尔文的世纪回顾
19世纪的最后一天，欧洲著名的科学家欢聚一堂。会上英国著名物理学家开尔文发表新年祝词。
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。
但在展望20世纪物理学前景时，开尔文若有所思地讲道：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，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。
“以太漂移”的零结果、“紫外灾难” X射线、放射性、电子的发现
相对论和量子力学构成现代物理学的两大理论支柱。
2020年9月28日
5
两朵乌云
以太漂移：以太被称为一种介质，按照当时科学界的说法，人们可以由光速在不同方向的差异，判定一个惯性系相对于静止以太的运动状态，并确定以太的存在。实验却明白无误地表明，光速是完全不变的（“以太漂移”的零结果）。
1896年, 贝克勒尔发现放射性. (贝克勒尔, H. A. Becquerel, 1852-1908, 法国物理学家, 1903年同居里夫妇一起获诺贝尔物理学奖.)
1897年, 汤姆生发现电子. (J. J. Thomson, 1856-1940, 英国物理学家, 1906年获诺贝尔物理奖.)
在对铀矿物放射性的研究中，她发现某些铀矿物的放射性特别强，并断定这额外的放射性是由未知的放射性元素造成的。
为了寻找这种未知元素，她的丈夫居里（ 1859-1906 ）也加入到了她的工作中来。
第三部分现代自然科学
——物理学革命及现代科学的产生
(19世纪末－20世纪初)

物理革命-现代

一、经典力学的基本困难
伽利略变换式经典力学的相对性原理
空间的量度是绝对的，空间的量度是绝对的，与参考系无关。系无关。时间的量度是绝对的，时间的量度是绝对的，与参考系无关。 S′（ S′相对作匀速运动）相对S 在S与S′（ S′相对S作匀速运动）惯性系中：惯性系中：不同的惯性系中质点的速度是不同的。不同的。不同的惯性系中质点的加速度是相同的—— ——所有惯的加速度是相同的——所有惯性参照系中力学规律都是相同的——符合宏观、低速的范围。 ——符合宏观、低速的范围。符合宏观
讨论
twin paradox（时钟佯谬）（时钟佯谬）
一双生子Jim 20岁生日那天岁生日那天，坐上u=0.9998c u=0.9998c的飞一双生子Jim 和 Tim 20岁生日那天，Tim 坐上u=0.9998c的飞船相对于地球作匀速直线运动一去一回整一年，船相对于地球作匀速直线运动一去一回整一年，在飞船上一年在地球上经过50 50年，在地球上经过50年，
1864年麦克斯韦导出的电磁学方程组中的光速C是个 1864年麦克斯韦导出的电磁学方程组中的光速C 年麦克常数，与参照系的选择无关。常数，与参照系的选择无关。 c = 1
ε 0 µ0
与经典时空观矛盾！光速c是相对那个参照系的？与经典时空观矛盾！光速是相对那个参照系的？是相对那个参照系的迈克尔逊为证明以太的存在，迈克尔逊为证明以太的存在，从1881年起开始做测年起开始做测量地球在以太中运动速度的实验.1887年又与莫雷合量地球在以太中运动速度的实验年又与莫雷合作进行了更精确的测量。后来又在德国、美国、作进行了更精确的测量。后来又在德国、美国、瑞士多次重复该实验，结果” 多次重复该实验，得到的仍然是 “0结果”。迈克尔高龄时仍在做这方面的工作。逊在 70 高龄时仍在做这方面的工作。迈克耳逊-莫雷实验，动摇了经典物理学的基础。迈克耳逊-莫雷实验，动摇了经典物理学的基础。