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现代科学革命55427第25课现代科学革命——从经典力学到相对论和量子论请看图回答:他们分别是什么人?做出了什么贡献?伽利略——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,被誉为“近代科学之父”经典力学的奠基者牛顿——发现了著名的万有引力定律和牛顿力学三定律,建立了经典力学的基本体系,实现了物理学史上的第一次大飞跃经典力学的建立者请思考牛顿的主要贡献及牛顿力学的影响1、牛顿在物理学方面取得的最辉煌的成就是什么?创立了经典力学2、经典力学的创立有何重大影响?①实现了物理学史上的第一次大飞跃②标志着人类科学时代的开始经典力学创立以后,人们把经典力学看作绝对权威的理论,认为一切自然现象都可以用经典力学加以说明。事实果真如此吗?一、背景:——经典物理学的危机经典力学存在局限性,面临着危机和挑战①建立在绝对时空观的理论之上②适用的范围主要是人们日常生活中的物理现象1、辉煌:2、危机:17—19C牛顿经典力学日趋完善和成熟、绝对权威的理论。19C末经典物理学无法解释新问题、新发现。经典力学无法解释物理学研究中遇到的一些新问题:①高速运动中的物理现象②微观粒子的运动物理学面临的不仅仅是危机,也是一场伟大的革命经典力学的困境:在经典力学体系中,时间和空间的量度是绝对不变的。随着生产实践特别是科学实验的发展,却出现了一些由“绝对时空观”解释不了的实验事实。比如,电磁波、广电传播和快速的电子运动等,都不遵循牛顿力学定律。为了检验以太的存在的假说,1887年,美国物理学家迈克耳逊和莫雷用实验来证实以太的存在。实验的零结果否定了以太的存在。 思考:“以太”是什么?物理学家寻找“以太”的结果对物理学的发展产生了什么影响?探究“以太”是指被用来表示占据并充满整个宇宙的一种媒质。影响:由于“以太”的不存在,使得经典物理学赖以建立绝对时空观受到了严峻的挑战。引起物理学的一场革命,在革命中量子论和相对论诞生了。二、现代科学革命——物理学革命(20世纪)1、相对论的创立——爱因斯坦爱因斯坦(AlbertEinstein,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。(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对论(2)内容光速不变原理相对性原理:二、现代科学革命——物理学革命(20世纪)1、相对论的创立——爱因斯坦时间、空间、运动、质量是相对的,可以相互转化爱因斯坦关于相对论的比喻。为了对这一深奥的理论做通俗的说明,爱因斯坦曾经风趣地对一名男青年说:“我打个比方,比如你屁股坐在火炉上烤和坐在公园柳荫下与女士谈情说爱,那么,同样的时间你觉得哪一个更长?”男青年说:“当然坐在火炉上烤的时间觉得长久。”这故事形象说明了时间和空间相对性。北极:赤道:当速度接近光速时当速度达到光速时:质量(重量)增加时间变慢——钟慢效应长度变短——尺缩效应钟表不走了——时间停止了