第26课现代科学革命

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1、第26课现代科学革命学习目标1、现代物理学的两大支柱理论——相对论、量子论出现的历史背景；2、相对论的提出、主要内容及意义；3、量子论的提出、主要内容及意义；4、通过对相对论、量子论出现过程的学习，培养敢于怀疑、勇于创新的精神。——从经典力学到相对论和量子论第26课现代科学革命一、经典物理学的危机1、17—19世纪牛顿经典力学日趋完善、成熟。那么,牛顿经典物理学有哪些内容?2、19世纪末以牛顿力学为基础的经典物理学无法解释物理学的新发现而陷入危机(相对论和量子理论出现的背景)二、爱因斯坦与相对论生平简介爱因斯坦（AlbertEinst

2、ein，1879-1955），1879年生于德国，是举世闻名的德裔美国科学家，现代物理学的开创者和奠基人。爱因斯坦1900年毕业于苏黎士工业大学，1909年开始在大学任教，1914年任威廉皇家物理研究所所长兼柏林大学教授。1933年受希特勒迫害离开德国移居美国,爱因斯坦在物理学的许多领域都有贡献，比如建立狭义相对论并推广为广义相对论、提出光的量子概念，并以量子理论解释光电效应、辐射过程、固体比热等。1921年获诺贝尔物理学奖。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

3、对论。2、主要内容：相对性原理和光速不变原理。相对论的两个基本原理: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。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。光速不变原理则认为光的传播速度在任何条件下都是不变的。这就提醒人们甚至要敢于怀疑常识，勇于创新，因为即使生活中习以为常、看起来无懈可击的规律都有可能是不科学的。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

4、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。这说明了一个什么问题?可以给我们什么启发?说一说:3、相对论的意义：（1）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；也使人们对自然规律的探索从普通世界深入到广阔的宏观宇宙空间。（2）打破了经典物理学绝对化

5、的思维模式，为人们提供了辩证看待世界的途径。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。二、量子理论中的微观世界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。加热到不同温度的物体发出不同颜色的光1900年，普朗克为了克

6、服经典物理学对黑体辐射现象解释上的困难，创立了物质辐射（或吸收）的能量只能是某一最小能量单位（能量量子）的整数倍的假说，即量子假说。他引进了一个物理普适常数，即普朗克常数，以符号h表示，其数值为6.626176×10-27尔格·秒，是微观现象量子特性的表征。普朗克提出了量子理论假说后，因为思想僵化，不但不敢相信自己的理论，反而把自己提出的理论收回去：1900年，43岁的普朗克发表了他划时代的革命性的量子假说。但是他“想方设法要把作用量子纳入古典理论中去，然而终归徒劳。”这些徒劳无益的做法持续了许多年，花费了他不少心血。这种迷惘的来源诚

7、如海森堡所指出的那样：“普朗克由于在整个世界观上是保守的，他根本就不喜欢这个结果……”量子假说最先由德国物理学家普朗克于1900年提出。他认为，物质的辐射能不是连续的，而是以最小的、不可再分的能量单位即能量量子的整数倍跳跃式地变化的。随后英国物理学家卢瑟福和丹麦物理学家玻尔把量子论用于原子结构的研究，证实原子是由带正电的原子核和带负电的电子组成。电子在不同轨道上围绕着原子核运动，当电子从外层轨道跳到内层轨道时就放出相应波长的电磁波。玻尔在此基础上创立了原子结构的理论。爱因斯坦利用原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

8、动了量子论的发展。量子论的形成标志着人类对于客观规律的认识，开始从宏观世界深入到微观世界。基于量子规律的新技术深深地改变了人类的生活，包括激光技术和电子计算机的出现；在量子论的基础上发展起来的量子力学，极大地促进了原子核