现代科学革命教学

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1、第25课现代科学革命课标：知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义。重点：相对论、量子论的主要内容经典物理学的危机一、经典物理学的危机1、17—19C，经典力学发展完善第25课现代科学革命牛顿经典力学的实证第25课现代科学革命第一件，用牛顿力学算出地球的形状是梨形的。亚里士多德认为地球是个正球体，牛顿却根据他的力学说地球是个扁球体，法国科学家经过三次实地测量证实了牛顿的看法。牛顿经典力学的实证第25课现代科学革命第二件，用牛顿力学算出了哈雷彗星的回归周期。牛顿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

2、1758年再次出现。1758年这颗彗星果然如期出现，并被命名为哈雷彗星。牛顿经典力学的实证第25课现代科学革命第三件，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出的轨道与观测纪录不大相符。在计算的基础上，人们在1846年用牛顿力学发现了海王星，并进而在此基础上又于1930年发现冥王星。经典物理学的危机一、经典物理学的危机1、17—19C，经典力学发展完善2、19C末，经典物理学陷入危机第25课现代科学革命经典物理学的危机第25课现代科学革命第一朵乌云：“以太”说的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

3、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”（Ether）。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”。经典物理学的危机第25课现代科学革命地球以每秒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

4、风”存在与否。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”。M是光源，A与B是反射镜，让光线在MA，MB方向往返运动。迈克尔逊—莫雷实验爱因斯坦与相对论二、爱因斯坦与相对论1、提出①1905年提出匀速运动体系的狭义相对论②1916年提出加速运动体系的广义相对论第25课现代科学革命1905神奇的一年第25课现代科学革命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）

5、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）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）爱因斯坦与相对论二、爱因斯坦与相对论1、提出①1905年提出匀速运动体系的狭义相对论②1916年提出加速运动体系的广义相对论2、内容①相对性原理②光速不变原理第25课现代科学革命如何理解相对性和光速不变原理第25课现代科学革命如何理解相对性和光速不变原理相对性原理：时间、运动、质量不是绝对的，而是相对的。较典型的现象是运动的物体长度变短（尺缩效应）、运动的钟比静

6、止的钟走得慢（钟慢效应）、运动的物体重量变大。光速不变原理：光的传播速度在任何条件下都是不变的。相对论第25课现代科学革命霍金的警告第25课现代科学革命爱因斯坦与相对论二、爱因斯坦与相对论1、提出①1905年提出匀速运动体系的狭义相对论②1916年提出加速运动体系的广义相对论2、内容①相对性原理②光速不变原理3、意义①解决了危机、创立了全新的物理学、扩展了领域②打破了经典物理学绝对化的思维模式第25课现代科学革命普朗克与量子论第25课现代科学革命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

7、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。”三、普朗克与量子论普朗克与量子论三、普朗克与量子论1、内容辐射是由具有能量的基本单位量子来实现的第25课现代科学革命量子论第25课现代科学革命任何物体都具有不断辐射、吸收、发射电磁波的本领。辐射出去的电磁波在各个波段是不同的，也就是具有一定的谱分布。这种谱分布与物体本身的特性及其温度有关，因而被称之为热辐射。芝诺悖论第

8、25课现代科学革命芝诺悖论阿基里斯（《荷马史诗》中的