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1、科学和理性之光 近代物理学的奠基人和革命者,海宁市南苑中学 赵宇,一天一个善于思考的人坐在花园里，看到一个苹果的偶然落地，这个善于思考的人的头脑开了窍，后来这个人成为了近代伟大的物理学家，同时也给人类思想史的发展带来了转折 ,一个伟大的科学家与苹果的故事,1642年12月25日，牛顿出生，只有三磅重，谁也没有料到这个看起来微不足道的小东西会成为了一位科学巨人.,一、光芒初现,牛顿站在了哪些巨人的肩上？,“我之所以能比别人看得远些，是因为我站在巨人们的肩上。” 牛顿,通过“两个铁球同时落地”的实验，推翻了亚里士多德“物体落下的速度和重量成比例”的学说。,否定权威,“我之所以能比别人看得远些，是因
2、为我站在巨人们的肩上。” 牛顿,牛顿对前人的科学成果持什么态度？,尊重和继承,“我好像是一个在海边玩耍的孩子，不时为拾到比通常更光滑的石子或更美丽的贝壳而欢欣鼓舞，而展现在我面前的是完全未探明的真理之海。” 牛顿临终遗言,牛顿捡到了哪些“光滑的石子”和“美丽的贝壳”？,经典力学体系,自然哲学的数学原理 （1687）,三百年前，人类的思想还充斥着迷信和恐惧，水为什么往低处流？太阳为什么升起落下？这些今天看来简单之极的问题，在当时却是根本无法认识和把握的。直到牛顿出现，人类才终于结束了这种状态。 大国崛起解说词,探究牛顿力学体系的重要意义：,对自然界力学做了系统合理的说明，完成了人类对自然界认识史
3、上的第一次理论大综合，是人类对自然界认识史上的一次飞跃。,既然物质世界有着如此的自然规律，那么在人类社会的发展中，也应该有类似的规律存在。只要能将牛顿破解自然之谜的科学方法，运用于人类社会，那么社会发展的规律也能被把握，人类就可以握住自己的命运咽喉。 后来的历史学家和哲学家把这种世界观称为“理性主义”。 大国崛起解说词,牛顿的科学成就促进了启蒙运动的进一步发展,根据万有引力定律，人们准确地算出地球的平均密度和扁平率，正确地解释了潮汐的成因。根据这一定律，人们还发现了海王星、冥王星，预测哈雷彗星。,生活中的牛顿力学,19世纪末，面对经典物理学近乎完美的发展，有的物理学家表示：“19世纪已经将物理
4、大厦全部建成，今后物理学家只是修饰和完美这座大厦。”,高速运动的微观粒子发生的现象，是经典力学无法解释的！,你认为牛顿的力学体系完美了吗？,这些人认为牛顿力学体系将物理学发展到什么程度？,从宏观世界到微观世界,普朗克：1900年发表关于正常光谱能量分布定律的理论标志着量子理论的诞生。,意义：人类对客观规律的认识，开始从宏观世界深入到微观世界,1905年，爱因斯坦成功解释光电效应,二、星光璀璨,相对论,狭义相对论,广义相对论,理性的质疑,“爱因斯坦的相对论是人类思想史上最伟大的成就之一，也许就是最伟大的成就，它不是发现一个孤岛，而是发现了新的科学思想的新大陆。” （英国）皇家学会会长汤姆逊,是对
5、近代物理学理论框架的重大突破； 是人类思想发展史中的一次根本性变革； 与量子论一起构成了现代物理学的基本框架。,阅读材料并结合所学知识讨论相对论建立的意义,伽利略,牛顿,爱因斯坦,普朗克,牛顿运动三大定律；万有引力定律。,对自然界力学做了系统合理的的说明，完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合 人类认识史上的飞跃促进了理性时代的到来,量子概念,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,狭义相对论（1905）和广义相对论（1916）,是对近代物理学理论框架的重大突破，是人类思想发展史中的一次根本性变革。,知识归纳：,自由落体定律,科学发展,思想进步,伽利略 牛顿 普朗克 爱
6、因斯坦,你在这些人物身上能感受到哪些科学精神？,善于继承，敢于质疑权威，勇于探索创新,托勒密创造了一个宇宙，他持续了一千四百年。牛顿也创造了一个宇宙，持续了三百年。爱因斯坦又创造了一个宇宙，我还不能告诉你们它会持续多久。 萧伯纳,相对论会是物理学发展的终点吗？,三、未来之光,斯蒂芬威廉霍金，被称为在世的最伟大的科学家，他被誉为继爱因斯坦之后世界上最著名的科学思想家和最杰出的理论物理学家。,科学是在对经典不断的继承和理性的质疑中向前发展！,祝同学们学业有成！,谢谢大家,狭义相对论 1905年，爱因斯坦发表了论动体的电动力学，创立了狭义相对论。,狭义相对论认为：时间和空间都与物质的运动有关，随着物
7、质运动速度的变化而变化。,这个故事形象地说明了时间和空间的相对性。,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。”爱因斯坦说：“这就是我的相对论内容。”,钟慢现象：运动的钟比静止的钟走得慢，而且，运动速度越快，钟走的越慢，接近光速时，钟就几乎停止了。,“人们不要以为，牛顿的伟大工作能被这一理论或者任何别的理论所代替。他的伟大而明晰的观念，作为自然哲学领域里整个近代概念的基础，将永远保持它的独特意义。” 爱因斯坦,狭义相对论与牛顿经典力学之间是什么关系？,继承和发展,思考：爱因斯坦相对论的创立是不是意味着牛顿力学的消亡？,广义相对论（1916年）,现实空间不是平坦的，而是弯曲的，物体使周围时空弯曲。这种弯曲可使从它旁边经过的光线，改变路径。,材料：1919年5月，英国派出了两支远征队分赴非洲和南美两地观察日全食。此行是为了验证一个德国人的奇怪理论。结果在拍摄到的两张重叠的底片上可以清晰地看到一条笔直的星光在穿过阴影中的太阳时，竟然发生了偏转，偏转角是1.7秒，与爱因斯坦的计算结果完全一致。,爱因斯坦预言：遥远的星光如果掠过太阳表面将会发生1.7 秒的偏转。,