11.物理学革命

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 4、海王星的发现是根据 A、哥白尼日心说的推算 C、法拉第演说计算 D、爱因斯坦对时间、空间属性的揭示 B、牛顿理论.量子论诞生的背景：
19世纪末20世纪初，电子和放射 线的发现，打开了原子的大门，人们对物 质的认识深入到了原子内部。大量的实验 表明，微观的粒子运动不能用经典力学的 理论来说明。
2.量子论的诞生 ——普朗克
普朗克（1858—1947）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。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 克家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。
1.简介爱因斯坦 2.相对论提出背景 ——19世纪末物理学危机
3.相对论的内容：
（1）狭义相对论：物体运动时，质量会随 物体运动速度增长而增加，同时，空间和 时间也会随着物体运动速度的变化而变化， 即会发生尺缩效应和钟慢效应。 （2）广义相对论：空间和时间的性质不仅 取决于物质的运动情况，也取决于物质本 身的分布状态。
（3）、在数学方面，他与莱布尼兹几乎同时创立 了微积分学。
（4）、在天文学领域，他在1671年创制了反射望 远镜。
3.经典力学的影响：
（1）这一体系对解释和预见物理现象，具有 决定意义，后来根据万有引力定律，人们发 现了海王星、冥王星。它标志着近代科学的 形成。
（2）为第一、二次工业革命的发明准备了一 定理论基础。
（1）量子论的形成标志着人类对客观规律的
认识，开始从宏观世界深入到微观世界。
（2）量子论和相对论构成了现代物理学的基
础。 （3）改变了人们认识世界的角度和方式。
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
经典力学的适用范围
1. 只适用于宏观物体（宏观世界） 的运动;
2. 只适用于低速运动的物质，是绝 对的时空论
二 .相对论的创立 ——爱因斯坦
1.简介爱因斯坦
艾伯特· 爱因斯坦 （1879—1955）， 1879年3月14日 诞生在德国乌尔 姆的一个犹太人 家中。1894年举 家迁居意大利米 兰。1900年毕业 于瑞士苏黎世工 业大学。
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。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。
量子力学和狭义相 对论结合形成原子 核物理学，爱因斯 坦于20世纪初提出 质量能量公式 E=MC2，为核能的 开发提供了依据。
4.量子论和量子力学的影响：
亚里士多德（约前384——前322）是古 希腊著名的哲学家、科学家和教育家。他首 次将哲学和其它学科区分开来，开创了逻辑 学、伦理学、政治学和生物学等学科的独立 研究。亚里士多德认为，外力是维持运动状 态的原因。
1604年伽利略经实验明确表明：外力并不 是维持运动状态的原因，只是改变运动状态的 原因。并且在实验中他发现：物体下落时的距 离与所用时间的平方成正比，而物体下落的速 度与物体的质量无关，这就是著名的落体定 律。——为经典力学的建立奠定了基础。
第
四
单 元
第11课 物理学的重大进展
一、经典力学
（一）经典力学的重要奠基者
──伽利略
1. 简介伽利略
伽利略（1564—1642）， 伟大的意大利物理学家和 天文学家，他开创了以实 验事实为根据并具有严密 逻辑体系和数学表述形式 的近代科学，被誉为“近 代科学之父”。他第一个 把望远镜对准天空进行观 测，出版了《星空使者》 一书。1632年，他出版了 《关于托勒密和哥白尼两 大世界体系的对话》，把 哥白尼的学说推到了最终 胜利的阶段。
2.主要成就：
（1）力学方面：1687年，出版了《自然哲 学的数学原理》一书，提出物理运动的三 大定律和万有引力定律，而三大定律和万 有引力定律标志着形成了一个以实验为基 础，以数学为表达形式的牛顿力学体系， 即经典力学体系。
经典力学的特征：
1.注重实验
2.数学化
（2）、在光学方面，牛顿发现了日光是由不同的 颜色即不同波长的光构成的，奠定了光谱分析的 基础，制作了牛顿色盘。他在1704年出版了《光 学》一书，创立了光的“微粒说”。
伽利略的“异端”活动引起了教会的恐慌，罗马教 皇向宗教裁判所带头提出控诉，于是这位体弱抱病的科学 家被送进了监牢，遭到审讯，以至被终身软禁。软禁期间， 他继续研究物理学，写出《关于两门新科学的谈话和数学 证明》。
伽利略受审
4.意义：
（1）开创了以实验事实为 根据并具有严密逻辑体系 的近代科学 （2）为后来经典力学的 创造和发展奠定了基础
文艺复兴时期，波兰科学家哥白尼提出“太阳中心说” 从根本上动摇了宗教神学的理论基础
伽 利 略 的 折 射 式 望 远 镜
伽 利 略 的 手 稿
1609年，伽利略创制了天文望远镜。他观测到 月球表面凹凸不平，并绘制了第一幅月面图。
1610年伽利略用自制的天文望远镜细心地观察了天 体，宣告了和哥白尼学说完全相符的结论。伽利略把他在 望远镜中所观察到的壮丽景象，到处宣传，并用观察到的 事实和力学原理作了严密的论证，进一步维护和发展了哥 白尼的体系。教会向伽利略发出多次警告，但是他无视这 一警告，发表了《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对 话》的巨著，从实践和理论的高度批驳了地球中心说。
爱因斯坦被认为是最富于创造力的科 学家，他不但创立了相对论，还提出了 光量子的概念，得出了光电效应的基本 定律，并揭示了光的波粒二重性本质， 为量子力学的建立奠定了基础。为此荣 获1921年度的诺贝尔物理学奖。同时， 他还证明了热的分子运动论，提出了测 定分子大小的新方法。
二 .相对论的创立 ——爱因斯坦
1900年普朗克提出量子假说， 他认为，辐射像物质一样，是由具 有能量的基本单位量子来实现的。 这一假说宣告了量子论的诞生。
3.量子论的发展：
（1）爱因斯坦首先认识到量子概念，利用原子论 成功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。
（2）丹麦物理学家玻尔在此基础上提出了有关原 子的量子理论。 （3）20世纪30年代量子力学建立起来。
3.主要成就：
(1)物理学—— 通过实验证实了外力并不是 维持运动状态的原因，只是 改变运动状态的原因。 发现了自由落体定律、匀速 运动、匀加速运动。 发现科学研究方法。 (2)天文学——用自制望远镜观测天体，并证 明哥白尼“日心说”的正确。
地心说
中世纪时，基督教会宣扬的宇宙观是宇宙是一个 封闭的大盒子或大帐篷，天是盒（篷）盖，地是 盒（篷）底，圣地耶路撒冷居盒（篷）底的中央， 日月星辰悬挂在盖上，此即所谓的“宇宙帐篷 说”。后来，亚里士多德和托勒密所提出的希腊 宇宙体系逐渐深入人心，托马斯· 阿奎那将亚里士 多德理论融入基督教神学之后，地心理论即获得 了正统地位。地球居宇宙中心的思想被赋予了宗 教意义，人类及其居住的地球被置于上帝的怀抱 之中，沐浴着上帝的光辉，并被圣恩所笼罩。上 帝位处宇宙的最外层，推动着宇宙的运行，注视 着人类的一举一动。
经典物理学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，这表明人们对物质世界的认 识已经深入了一个层次。 另外，经典物理学是以日常生活中常见的低速 运动的物质为研究对象的，在这里，时间和空间 被认为是绝对的，是与物质运动无关的因素。因 此，一旦物理学研究的这种基础发生变化，如所 研究的物质是以光速或接近光速运动时，经典物 理学的某些结论就变得不准确。
4.相对论的意义：
（1）相对论的提出是物理学领域的一次重大 革命。它否定了经典力学的绝对空间观，深 刻地揭示了时间和空间的本质属性。 （2）相对论发展了牛顿力学，将其概括在相 对论力学之中，推动物理学发展到一个新的 高度。
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。
A、①②③ B、②③④ C、①③④ D、①②④
A
2、 现代自然科学和现代技术革命的基础是
A、牛顿力学 B、相对论
C、量子假说
D、量子理论、相对论
D
3、下列表述不正确的是
C
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
（二）经典力学的建立 ——牛顿
1.简介牛顿
牛顿（ 1642—1727）
牛顿出生于英国的林肯 郡，1665年毕业于著名 的剑桥大学三一学院， 获得学士学位。三年后 又获得文学硕士学位。 牛顿曾经长期担任英国 皇家学会会长，他还担 任过英国议会议员，授 予爵士称号。1727年， 他病逝，被安葬于威斯 敏斯特教堂，这是一种 极高的荣誉。
2.伽利略进行科学研究的背景：
（1）社会前提：文艺复兴运动对科学
研究产生了重要影响 （2）物质条件：资本主义发展为其提供
了物质基础 （3）科学家勇于探索的精神
3.主要成就：
(1)物理学—— 通过实验证实了外力并不是 维持运动状态的原因，只是 改变运动状态的原因。 发现了自由落体定律、匀速 运动、匀加速运动。 发现科学研究方法。
到19世纪末，经典力学取得了前所未有的进步 和成功。在物理学领域，牛顿的力学体系一度被 看做是对科学根本问题的最终解答，以此为基础， 人们统一了声学、热学、光学和电磁学，描绘了 一幅小到原子、大到宇宙天体的似乎是最终和一 劳永逸的世界图景。