第11課物理學(xué)的重大進(jìn)展教案1-文庫吧資料
2024-12-15 00:25本頁面
【正文】 學(xué)具有更普遍的意義。（ 3）任何物體的運(yùn)動速度都不可能超過光速。從兩個基本假設(shè)出發(fā)，愛因斯坦得出如下新的結(jié)論：（ 1）運(yùn)動物體在運(yùn)動方向上長度縮短。 愛因斯坦的狹義相對論是建立在兩個基本假設(shè)基礎(chǔ)之上的。 狹義相對論： 1905 年 6 月，愛因斯坦完成題為《論運(yùn)動媒質(zhì)的電動力學(xué)》的論文，提出了狹義相對論。 狹義相對論 認(rèn)為，物體運(yùn)動時，質(zhì)量會隨著物體運(yùn)動速 度增大而增加，同時，空間和時間也會隨著物體運(yùn)動的變化而變化，即會發(fā)生尺縮效應(yīng)和鐘慢效應(yīng)。愛因斯坦晚年致力于統(tǒng)一場論的研究。 1915 年，愛因斯坦從引力質(zhì)量和慣性質(zhì)量的等效性出發(fā)，建立了廣義相對論。這一理論把經(jīng)典力學(xué)作為低速時的特殊情況包括在內(nèi)，揭示了作為物質(zhì)存在形式的空間和時間在本質(zhì)上的統(tǒng)一性，力學(xué)運(yùn)動和電磁運(yùn)動在運(yùn)動學(xué)上的統(tǒng)一性。 作為他終生事業(yè)標(biāo)志的相對論。 1906 年，他用量子論假設(shè)說明了固體比熱對溫度的依賴關(guān)系。同時，他還把量子說同波動說并列起來，第一次揭示了光具有“波粒二 象性” ,為后來 。 愛因斯坦的第二項(xiàng)工作對發(fā)展量子論起了推動作用 。他用力學(xué)和統(tǒng)計學(xué)相結(jié)合的方法研究懸浮粒子在流體中的運(yùn)動，在理論上說明了布朗運(yùn)動產(chǎn)生的原因，并從懸浮粒子位移的平均值推算出單位體積中流體的分子數(shù)目。 1905～ 1907 年，愛因斯坦在物理學(xué)的三個不同領(lǐng)域取得了開創(chuàng)性的成果。 1933 年因遭德國法西斯迫害前往美國，應(yīng)聘為普林斯頓高級研究院教授，后入美國籍。 1912 年回母校蘇黎世理工學(xué)院執(zhí)教。在隨后的幾個月中又相繼在德國《物理學(xué)雜志》上發(fā)表了四篇重要論文。1902 年 6 月開始任職于伯爾尼瑞士專利局。 1900 年畢業(yè)于蘇黎世理工學(xué)院。 相對論的提出及主要內(nèi)容： （ 1）提出： 1905年 剛剛得到 博士 學(xué)位的愛因斯坦發(fā)表的一篇題為《 論動體的電動力學(xué) 》的文章 ，提出了著名的相對論， 引發(fā)了二十世紀(jì)物理學(xué)的另一場革命。這兩件事被當(dāng)時物理學(xué)界的權(quán)威稱為“在物理學(xué)晴朗的天空的遠(yuǎn)處還有兩朵小小的，令人不安的烏云”。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，根本不存在“以太漂移”。特別是關(guān)于 黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，運(yùn)用經(jīng)典理論得出的瑞利 —— 金斯公式，雖然在低頻部分與實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合得比較好，但是，隨著頻率的增加，輻射能量單調(diào)地增加，在高頻部分趨于無限大，即在紫色一端發(fā)散?！比欢?dāng)物理學(xué)界沉浸在滿足的歡樂之中的時候，從實(shí)驗(yàn)上陸續(xù)出現(xiàn)了一系列重大發(fā)現(xiàn)。但到了 19世紀(jì)，經(jīng)典力學(xué)無法解釋研究中遇到的一些新問題，面臨著挑戰(zhàn)。 經(jīng)典力學(xué)認(rèn)為，時間和空間與物 質(zhì)運(yùn)動無關(guān)，存在著絕對的靜止和絕對的時間。物理學(xué)的“危機(jī)”沒有嚇倒大多數(shù)物理學(xué)家，他們繼續(xù)向前探索，于是產(chǎn)生了以量子論和相對論的建立為標(biāo)志的物理學(xué)革命，物理學(xué)從此開辟了新的天地。物理學(xué)家們曾認(rèn)為的似乎已經(jīng)基本上完成了的經(jīng)典物理學(xué)體系，從根本上出現(xiàn)了動搖，這就是所謂的“物理學(xué)危機(jī)”。 二、愛恩斯坦創(chuàng)立相對論： 歷史背景： （ 1） 19 世紀(jì)科學(xué)得到了飛速發(fā)展； 19 世紀(jì)末，物理學(xué)界連續(xù)發(fā)生了三個重大事件，這就是 X 射線、放射性和電子的發(fā)現(xiàn)。 ③ 促進(jìn)了光學(xué)、電磁學(xué)等與力學(xué)的統(tǒng)一，推動了物理學(xué)的發(fā)展。三個多星期后，德國天文學(xué)家加勒根據(jù)勒維烈計算的數(shù)據(jù)果真找到了這顆行星，這就是海王星。 1845 年 10 月，英國劍橋大學(xué)學(xué)生亞當(dāng)斯首先得出了計算結(jié)果，但未被引起重視。其后人們按照當(dāng)時的觀測編制了天王星的運(yùn)行表。隨著觀測技術(shù)的進(jìn)步，人類對太陽系的認(rèn)識有了突破。 ② 促進(jìn)了天文學(xué)發(fā)展：根據(jù)牛頓力學(xué)體系，人們發(fā)現(xiàn)了海王星和冥王星。自然的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)是近代科學(xué)的先驅(qū)們深信不疑的真理。 經(jīng)典力學(xué)最顯著的特征之一就是注重實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)可以進(jìn)一步揭示客觀現(xiàn)象和過程之間內(nèi)在的邏輯聯(lián)系，并由此得出重要 的結(jié)論。運(yùn)動三定律是經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)。萬有引力定律總結(jié)了此前一個半世紀(jì)的科學(xué)發(fā)明并用精確的數(shù)學(xué)術(shù)語把它們聯(lián)結(jié)起來了。這個定律說明，任何兩個物體之間都有引力存在。牛頓力學(xué)在科學(xué)史上的意義表現(xiàn)在它把天上和地上的運(yùn)動統(tǒng)一起來，把萬有引力定律和運(yùn)動三定律視為宇宙間一切力學(xué)運(yùn)動有普遍規(guī)律，從力學(xué)的角度證明了自然界的統(tǒng)一性，實(shí)現(xiàn)了人類自然界認(rèn)識的第一次綜合。 1687 年，他出版了《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué) 原理》，在該書中他首先給力學(xué)的基本要領(lǐng)如質(zhì)量、動量、慣性、力及向心力下了定義，對大至宇宙天體，小至光的微粒的一切物體在真空中或在有阻力的介質(zhì)中的運(yùn)動，全部應(yīng)用運(yùn)動三定律和萬有引力定律給予了說明，把自然界中的一切力學(xué)現(xiàn)象都囊括在他的力學(xué)體系之中。誰也沒有料到這個看起來微不足道的小東西會成為了一位震古爍今的科學(xué)巨人，并且竟活到了 85 歲的高齡。 牛頓 （ 1642— 1727）是著名的英國科學(xué)家，在物理學(xué)、數(shù)學(xué)、天文學(xué)等許多方面作出了卓越的貢獻(xiàn)。 ● 意義： 伽利略的這些發(fā)現(xiàn)和觀點(diǎn)，摧毀了教會的信條而證明了哥白 尼學(xué)說的正確。 1569 年他自創(chuàng)了用以觀察天體的第一架望遠(yuǎn)鏡，從望遠(yuǎn)鏡里他發(fā)現(xiàn)月球表面有高山深谷，并不是以前人們所說的月球表面是光滑的；木星有四顆衛(wèi)星，很相似于行星繞著太陽轉(zhuǎn)，他看到銀河是由無數(shù)恒星組成的，還觀察到哥白尼曾推論的金星有盈虧現(xiàn)象。 《天體運(yùn)行論》雖然也存在缺點(diǎn)，但它在人類歷史上第一次描繪出了太陽系結(jié)構(gòu)的真實(shí)圖景，揭示了地球圍繞太陽轉(zhuǎn)的本質(zhì)，把顛倒了 1000 多年的日地關(guān)系重新顛倒過來，引起了中世紀(jì)宇宙觀的徹底革命，沉重打擊了封建教會的神權(quán)統(tǒng)治。但并未引起羅馬教廷的注意?！短祗w運(yùn)行論》發(fā)表后，遭到了馬丁他鉆研了數(shù)學(xué)，廣泛涉獵古代天文學(xué)書籍，潛心研究過 “地心說 ”，做了許 多筆記和計算，并開始用儀器觀測天象，頭腦里開始孕育新的天文體系 。從那時起，哥白尼開始跟舅父務(wù)卡施生活在一起。 哥白尼， 1473 年出生在波蘭托倫小城的一個商人家庭里。 托勒密的 “ 地心說 ” 恰好迎合了基督教義，便被基督教用來維護(hù)圣經(jīng)學(xué)說。托勒密設(shè)想，各行星都繞著一個較小的圓周運(yùn)動，而每個圓的圓心則在以地球?yàn)橹行牡膱A周上運(yùn)動。人類居住的地球，巍然不動地居于宇宙中心。亞里士
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