高中歷史知識(shí)點(diǎn):愛(ài)因斯坦推動(dòng)量子力學(xué)的發(fā)展

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中歷史 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


1905年成就:

1、3月《關(guān)于光的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化的一個(gè)推測(cè)性觀點(diǎn)》,提出光量子假說(shuō)。
2、4月《分子大小的新測(cè)定法》,5月《熱的分子運(yùn)動(dòng)論所要求的靜液體中懸浮粒子的運(yùn)動(dòng)》,這是兩篇
關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)的研究的論文。
3、6月,《論運(yùn)體的電動(dòng)力學(xué)》,完整的提出了狹義相對(duì)論。
4、9月,《物體的慣性同它所含的能量有關(guān)嗎?》,作為相對(duì)論的一個(gè)推論。

1914年:回德國(guó)任威廉皇帝物理研究所所長(zhǎng)兼柏林大學(xué)教授,直至1933年。在1915年到1917年的3年中,是愛(ài)因斯坦科學(xué)成就的第二個(gè)高峰。
1915年:最后建成了被公認(rèn)為人類思想史中最偉大的成就之一的廣義相對(duì)論。進(jìn)一步揭示了時(shí)空結(jié)構(gòu)(四維空間)同物質(zhì)分布的關(guān)系,指出了物質(zhì)間所存在的萬(wàn)有引力,是由于物質(zhì)的存在和分布使時(shí)間和空間的性質(zhì)不均勻(即時(shí)空彎曲)而引起的。
1916年:在輻射量子方面提出引力波理論。
1917年:又開(kāi)創(chuàng)了現(xiàn)代宇宙學(xué)。

愛(ài)因斯坦成就及影響:




科學(xué)成就:


1、1905年發(fā)表《論物體的電動(dòng)力學(xué)》,標(biāo)志著狹義相對(duì)論的提出,主要內(nèi)容包括相對(duì)性和光速不變?cè)怼?o:p>


2、1916年愛(ài)因斯坦發(fā)表《廣義相對(duì)論的基礎(chǔ)》,將狹義相對(duì)論擴(kuò)大為廣義相對(duì)論。包含兩大原理:一是等效原理,二是廣義相對(duì)性。認(rèn)為時(shí)間、空間、運(yùn)動(dòng)、質(zhì)最不是絕對(duì)不變的,而是相對(duì)的,可以互相轉(zhuǎn)化的。


3、1905年,愛(ài)因斯坦提出光的量子理論,解釋了經(jīng)典物理學(xué)無(wú)法解釋的光電效應(yīng)及光的本質(zhì)問(wèn)題,推動(dòng)了量子力學(xué)的發(fā)展。



評(píng)價(jià):



1
、愛(ài)因斯坦是歷史上繼牛頓之后最偉大的科學(xué)家,創(chuàng)立的俠義相對(duì)論和廣義相對(duì)論,是物理學(xué)的重大突破,是科學(xué)發(fā)展的道路上血立起的一座新的里程碑。
①狹義相對(duì)論的創(chuàng)立,改變了牛頓力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀,揭示了物質(zhì)和能量的相當(dāng)性,為原子能的利用奠定了理論基礎(chǔ),是近代物理學(xué)領(lǐng)域的一次偉大革命。
②廣義相對(duì)論改變了人們對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí),在這一理論指引下,天體和宇宙演化的觀測(cè)研究及理論探討前所未有地蓬勃開(kāi)展起來(lái)。


2、愛(ài)因斯坦不僅是一位偉大的科學(xué)家,還是一位具有正義感的社會(huì)活動(dòng)家,時(shí)刻關(guān)心人類的進(jìn)步與和平。



近代以來(lái)物理學(xué)的發(fā)展過(guò)程:





相關(guān)高中歷史知識(shí)點(diǎn):牛頓和經(jīng)典力學(xué)(《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》)

牛頓的經(jīng)典力學(xué):


經(jīng)典力學(xué)的基本定律是牛頓運(yùn)動(dòng)定律或與牛頓定律有關(guān)且等價(jià)的其他力學(xué)原理,它是20世紀(jì)以前的力學(xué),有兩個(gè)基本假定:
其一是假定時(shí)間和空間是絕對(duì)的,長(zhǎng)度和時(shí)間間隔的測(cè)量與觀測(cè)者的運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān),物質(zhì)間相互作用的傳遞是瞬時(shí)到達(dá)的;
其二是一切可觀測(cè)的物理量在原則上可以無(wú)限精確地加以測(cè)定。20世紀(jì)以來(lái),由于物理學(xué)的發(fā)展,經(jīng)典力學(xué)的局限性暴露出來(lái)。
①伽利略對(duì)經(jīng)典力學(xué)創(chuàng)立的奠基作用。
②牛頓創(chuàng)立經(jīng)典力學(xué)。



經(jīng)典力學(xué)的特征:


與傳統(tǒng)科學(xué)和現(xiàn)代物理學(xué)相比,經(jīng)典力學(xué)具有三大特征:
1、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(guò)程之間內(nèi)在的邏輯聯(lián)系,并由此得出重要的結(jié)論。
2、它的數(shù)學(xué)化,這種數(shù)學(xué)化的根源是自然內(nèi)在的數(shù)學(xué)關(guān)系。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。
3、研究人們?nèi)粘?a href='http://www.portlandfoamroofing.com/rensheng/shenghuo/' target='_blank'>生活中易于理解的宏觀世界,后來(lái)的X射線、放射性和電子等三大發(fā)現(xiàn)所揭示的卻是人們沒(méi)有直接經(jīng)驗(yàn)的微觀現(xiàn)象。
這些表明人們對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)在不斷深入。



牛頓創(chuàng)立經(jīng)典力學(xué):


(一)背景:
1、16世紀(jì)末17世紀(jì)初,文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)的擴(kuò)展促進(jìn)了人的思想解放,對(duì)科學(xué)研究產(chǎn)生了重要影響;
2、文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)時(shí)期哥白尼提出“太陽(yáng)中心說(shuō)”,不但動(dòng)搖了上帝創(chuàng)世說(shuō),也啟迪了伽利略對(duì)亞里士多德力學(xué)的質(zhì)疑和實(shí)驗(yàn)思想的萌生。
3、伽利略基于觀察、實(shí)驗(yàn)以及實(shí)驗(yàn)與數(shù)學(xué)相結(jié)合的科學(xué)研究,發(fā)現(xiàn)了自由落體定律;
4、英國(guó)工場(chǎng)手工業(yè)時(shí)期經(jīng)濟(jì)上的需要與力學(xué)有直接關(guān)系;
5、牛頓在伽利略研究的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律和運(yùn)動(dòng)三定律,形成了以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)、以數(shù)學(xué)為表達(dá)形式的牛頓力學(xué)體系,即經(jīng)典力學(xué)體系。
(二)標(biāo)志:
1687年牛頓發(fā)表《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》,提出物體運(yùn)動(dòng)三大定律和萬(wàn)有引力定律。
(三)歷史地位:
17~18世紀(jì),近代自然科學(xué)中突出發(fā)展起來(lái)的是經(jīng)典力學(xué)。伽利略的自由落體定律奠基,牛頓的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書(shū)的出版則標(biāo)志著經(jīng)典力學(xué)的成熟,一個(gè)有關(guān)物體運(yùn)動(dòng)的理論體系形成了,故此,經(jīng)典力學(xué)又稱牛頓力學(xué)。
1、在經(jīng)典力學(xué)領(lǐng)域中,最重要的成就是萬(wàn)有引力定律和運(yùn)動(dòng)三定律的發(fā)現(xiàn),這些成就構(gòu)成了經(jīng)典力學(xué)的基本內(nèi)容。
2、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(dòng)統(tǒng)一起來(lái),把萬(wàn)有引力定律和運(yùn)動(dòng)三定律視為宇宙間一切力學(xué)運(yùn)動(dòng)的普遍規(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(shí)的第一次綜合,完成了人類對(duì)自然規(guī)律的第一次理論概括和總結(jié)。
3、經(jīng)典力學(xué)體系的建立標(biāo)志著近代科學(xué)的形成,表達(dá)了近代自然科學(xué)的基本特點(diǎn):以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),以數(shù)學(xué)為表達(dá)形式。人們根據(jù)萬(wàn)有引力定律發(fā)現(xiàn)海王星,又表明了科學(xué)的預(yù)見(jiàn)力和對(duì)實(shí)踐的理論指導(dǎo)意義。
(四)意義:
①經(jīng)典力學(xué)體系的建立標(biāo)志著近代科學(xué)的形成。
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。
③促進(jìn)了光學(xué)、電磁學(xué)等與力學(xué)的統(tǒng)一,推動(dòng)了物理學(xué)的發(fā)展。
④促進(jìn)了資本主義的兩次科技革命的出現(xiàn)和發(fā)展。


經(jīng)典力學(xué)的重要奠基者——伽利略

1、成就:發(fā)現(xiàn)自由落體定律等物理學(xué)定律
意義:開(kāi)創(chuàng)了以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為根據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系的近代科學(xué),為后來(lái)經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
自由落體定律的發(fā)現(xiàn)是伽利略把科學(xué)實(shí)驗(yàn)和理性思維相結(jié)合解決物理學(xué)問(wèn)題的典范。它不僅發(fā)現(xiàn)了物體下落運(yùn)動(dòng)的客觀規(guī)律,而且為人類認(rèn)識(shí)自然找到了一條正確的途徑和方法,因此,現(xiàn)在人們稱伽利略為物理學(xué)之父。正是由于伽利略創(chuàng)立的科學(xué)方法,物理學(xué)研究才走上正確道路。
2、成就:利用自制望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)許多星體,證明了哥白尼“日心說(shuō)”的正確性。
意義:伽利略的這些發(fā)現(xiàn)和觀點(diǎn),摧毀了教會(huì)的信條而證明了哥白尼學(xué)說(shuō)的正確。



牛頓:

牛頓(1642—1727)是著名的英國(guó)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)。
1687年,他出版了《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》,在該書(shū)中他首先給力學(xué)的基本要領(lǐng)如質(zhì)量、動(dòng)量、慣性、力及向心力下了定義,對(duì)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(dòng),全部應(yīng)用運(yùn)動(dòng)三定律和萬(wàn)有引力定律給予了說(shuō)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!蹲匀徽軐W(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書(shū)的出版標(biāo)志著經(jīng)典力學(xué)的成熟。
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(dòng)統(tǒng)一起來(lái),把萬(wàn)有引力定律和運(yùn)動(dòng)三定律視為宇宙間一切力學(xué)運(yùn)動(dòng)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(shí)的第一次綜合。
牛頓力學(xué)方面的貢獻(xiàn)之一是確立了萬(wàn)有引力定律。這個(gè)定律說(shuō)明,任何兩個(gè)物體之間都有引力存在。這個(gè)引力與彼此吸引的物體的質(zhì)量體積成正比,而與兩物體間距離的平方成反比。萬(wàn)有引力定律總結(jié)了此前一個(gè)半世紀(jì)的科學(xué)發(fā)明并用精確的數(shù)學(xué)術(shù)語(yǔ)把它們聯(lián)結(jié)起來(lái)了。
此外,牛頓還確立了著名的運(yùn)動(dòng)三定律,即慣性定律、比例定律(即加速度與力成正比)、作用和反作用相等定律。運(yùn)動(dòng)三定律是經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)。

《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》:

牛頓的主要研究成果集中在其不朽的名著《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書(shū)中。這里所謂的“自然哲學(xué)”實(shí)際上就是指物理學(xué)。在古代,自然科學(xué)是以自然哲學(xué)的形式出現(xiàn)的!蹲匀徽軐W(xué)的數(shù)學(xué)原理》全書(shū)分為兩大部分。
第一部分包括:“定義和注釋”和“運(yùn)動(dòng)的基本定理或定律”。這部分雖然篇幅不大,卻極為重要。
第二部分是這些基本定律的作用,包括三篇:
第一篇是研究萬(wàn)有引力的;第二篇討論介質(zhì)對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響;
第三篇是“論宇宙系統(tǒng)”。在該書(shū)的第一部分中,牛頓首先給力學(xué)的基本概念如質(zhì)量、動(dòng)量、慣性、力及向心力下了定義,說(shuō)明了絕對(duì)時(shí)間和絕對(duì)空間的含義。接著陳述了他總結(jié)和創(chuàng)立的運(yùn)動(dòng)三定律和矢量合成原理。
牛頓對(duì)運(yùn)動(dòng)三定律的表述如下:
運(yùn)動(dòng)第一定律(又稱慣性定律):任何物體將保持它的靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),直到外力作用迫使它改變這種狀態(tài)為止。
運(yùn)動(dòng)第二定律:運(yùn)動(dòng)的變化與所施的力成正比,并沿力的作用方向發(fā)生。
運(yùn)動(dòng)第三定律:每一個(gè)作用總是有一個(gè)相等的反作用和它對(duì)抗;或者說(shuō),兩物體彼此之間的相互作用永遠(yuǎn)相等,并且各自指向?qū)Ψ健?BR>《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》以牛頓三大運(yùn)動(dòng)定律和萬(wàn)有引力定律為基礎(chǔ),建立了完美的力學(xué)理論體系,說(shuō)明了當(dāng)時(shí)人們所能理解的一切力學(xué)現(xiàn)象,解決了行星運(yùn)動(dòng)、落體運(yùn)動(dòng)、微粒運(yùn)動(dòng)、聲音和波、潮汐以及地球的扁圓形狀等各種各樣的問(wèn)題。在此后二百多年中,再也沒(méi)有人補(bǔ)充任何本質(zhì)上的東西。直到20世紀(jì)量子力學(xué)和相對(duì)論問(wèn)世,才使力學(xué)擴(kuò)大了范圍。


經(jīng)典力學(xué)的困境:

在經(jīng)典力學(xué)體系中,時(shí)間和空間的量度是絕對(duì)不變的。正如牛頓在《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書(shū)中寫(xiě)的:“絕對(duì)的空間,就其本性而言,是與外界任何事物無(wú)關(guān)而且永遠(yuǎn)是相同的和不動(dòng)的!彪S著生產(chǎn)實(shí)踐,特別是科學(xué)實(shí)驗(yàn)的發(fā)展,卻出現(xiàn)了一些由“絕對(duì)時(shí)空觀”解釋不了的實(shí)驗(yàn)事實(shí)。比如,電磁波、光的傳播和快速的電子運(yùn)動(dòng),等等,都不遵循牛頓的力學(xué)定律。為了檢驗(yàn)以太存在的假說(shuō),1887年,美國(guó)物理學(xué)家邁克耳遜和莫雷,利用光的干涉效應(yīng),觀察干涉條紋的移動(dòng),試圖探測(cè)地球相對(duì)于以太運(yùn)動(dòng)的速度,尋找以太絕對(duì)靜止坐標(biāo)系。雖然實(shí)驗(yàn)本身達(dá)到了很高的精確度,但是并未觀察到干涉條紋的移動(dòng)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)被許多人所重復(fù),結(jié)果都相同。實(shí)驗(yàn)的“零”結(jié)果否定了以太風(fēng)的存在,這就是以太的飄移實(shí)驗(yàn)。很顯然,新的發(fā)現(xiàn)與古典理論發(fā)生了矛盾,迫使人們重新考慮、大膽懷疑絕對(duì)時(shí)空觀的正確性。新的實(shí)驗(yàn)表明,牛頓力學(xué)的致命弱點(diǎn),就是把時(shí)空和物質(zhì)運(yùn)動(dòng)割裂開(kāi)來(lái),忽視了它們之間的內(nèi)在聯(lián)系,因而當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)接近光速時(shí),牛頓理論的終極真理性被否定了。這種狀況表明,一種新的更為普遍性的理論的產(chǎn)生已不可避免了。




相關(guān)高中歷史知識(shí)點(diǎn):相對(duì)論的創(chuàng)立(愛(ài)因斯坦)



狹義相對(duì)論和廣義相對(duì)論的區(qū)別:


狹義相對(duì)論討論的是勻速直線運(yùn)動(dòng)的參照系(慣系參照系)之間的物理定律,廣義相對(duì)論則推廣到具有加速度的參照系中(非慣性系),并在等效原理的假設(shè)下,廣泛應(yīng)用于引力場(chǎng)中。
相對(duì)論和量子力學(xué)是現(xiàn)代物理學(xué)的兩大基本支柱。奠定了經(jīng)典物理學(xué)基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué),不適用于高速運(yùn)動(dòng)的物體和微觀領(lǐng)域。相對(duì)論解決了高速運(yùn)動(dòng)問(wèn)題;
量子力學(xué)解決了微觀亞原子條件下的問(wèn)題。相對(duì)論顛覆了人類對(duì)宇宙和自然的“常識(shí)性”觀念,提出了“時(shí)間和空間的相對(duì)性”、“四維時(shí)空”、“彎曲空間”等全新的概念。
狹義相對(duì)論最著名的推論是質(zhì)能公式,它可以用來(lái)計(jì)算核反應(yīng)過(guò)程中所釋放的能量,并導(dǎo)致了原子彈的誕生。而廣義相對(duì)論所預(yù)言的引力透鏡和黑洞,也相繼被天文觀測(cè)所證實(shí)。



愛(ài)恩斯坦創(chuàng)立相對(duì)論:

1、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(gè)重大事件,這就是X射線、放射性和電子的發(fā)現(xiàn)。這三大發(fā)現(xiàn)以實(shí)驗(yàn)事實(shí)使得原子不可分、不變化的傳統(tǒng)觀念發(fā)生了動(dòng)搖。物理學(xué)家們?cè)J(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(dòng)搖,這就是所謂的“物理學(xué)危機(jī)”。經(jīng)典物理學(xué)所研究的是人們?nèi)粘I钪幸子诶斫獾暮暧^世界,三大發(fā)現(xiàn)所揭示的卻是人們沒(méi)有直接經(jīng)驗(yàn)的微觀現(xiàn)象,這表明人們對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)已經(jīng)深入了一個(gè)層次。物理學(xué)的“危機(jī)”沒(méi)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(duì)論的建立為標(biāo)志的物理學(xué)革命,物理學(xué)從此開(kāi)辟了新的天地。
(2)經(jīng)典力學(xué)無(wú)法解釋高速運(yùn)動(dòng)的微觀粒子發(fā)生的現(xiàn)象。經(jīng)典力學(xué)認(rèn)為,時(shí)間和空間與物質(zhì)運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān),存在著絕對(duì)的靜止和絕對(duì)的時(shí)間。這與人們的一般看法一致。但到了19世紀(jì),經(jīng)典力學(xué)無(wú)法解釋研究中遇到的一些新問(wèn)題,面臨著挑戰(zhàn)。
英國(guó)著名物理學(xué)家開(kāi)爾文在一篇瞻望20世紀(jì)物理學(xué)的文章中,就曾談到:“在已經(jīng)基本建成的科學(xué)大廈中,后輩物理學(xué)家只要做一些零碎的修補(bǔ)工作就行了。”然而,正當(dāng)物理學(xué)界沉浸在滿足的歡樂(lè)之中的時(shí)候,從實(shí)驗(yàn)上陸續(xù)出現(xiàn)了一系列重大發(fā)現(xiàn)。如固體比熱、黑體輻射、光電效應(yīng)、原子結(jié)構(gòu)cdotscdots這些新現(xiàn)象都涉及物質(zhì)內(nèi)部的微觀過(guò)程,用已經(jīng)建立起來(lái)的經(jīng)典理論進(jìn)行解釋顯得無(wú)能為力。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(wú)限大,即在紫色一端發(fā)散。這一情況被埃倫菲斯特稱為“紫外災(zāi)難”;對(duì)邁克爾遜——莫雷實(shí)驗(yàn)所得出的“零結(jié)果”更是令人費(fèi)解。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,根本不存在“以太漂移”。這引起了物理學(xué)家的震驚,反映出經(jīng)典物理學(xué)面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。這兩件事被當(dāng)時(shí)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”。然而就是這兩朵小小的烏云,給物理學(xué)帶來(lái)了一場(chǎng)深刻的革命。
2、相對(duì)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(ài)因斯坦發(fā)表的一篇題為《論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)》的文章,提出了著名的相對(duì)論,引發(fā)了二十世紀(jì)物理學(xué)的另一場(chǎng)革命。
(2)內(nèi)容:相對(duì)論包含狹義相對(duì)論和廣義相對(duì)論。狹義相對(duì)論認(rèn)為,物體運(yùn)動(dòng)時(shí),質(zhì)量會(huì)隨著物體運(yùn)動(dòng)速度增大而增加,同時(shí),空間和時(shí)間也會(huì)隨著物體運(yùn)動(dòng)的變化而變化,即會(huì)發(fā)生尺縮效應(yīng)和鐘慢效應(yīng)。
廣義相對(duì)論認(rèn)為,空間和時(shí)間的性質(zhì)不僅取決于物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)情況,也取決于物質(zhì)本身的分布狀態(tài)。
狹義相對(duì)論:1905年6月,愛(ài)因斯坦完成題為《論運(yùn)動(dòng)媒質(zhì)的電動(dòng)力學(xué)》的論文,提出了狹義相對(duì)論。此后,愛(ài)因斯坦又連續(xù)發(fā)表幾篇論文,建立起狹義相對(duì)論的全部框架。
廣義相對(duì)論:1915年,愛(ài)因斯坦完成了創(chuàng)立廣義相對(duì)論的工作,并于1916年寫(xiě)成總結(jié)性論文《廣義相對(duì)論的基礎(chǔ)》。這篇論文的發(fā)表宣告了廣義相對(duì)論的誕生。
3、意義:
(1)相對(duì)論的提出是物理學(xué)思想的一次重大革命,它否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空論,從本質(zhì)上修正了由狹隘經(jīng)驗(yàn)建立起來(lái)的時(shí)空觀,深刻地揭示了時(shí)間和空間的本質(zhì)屬性。即:揭示了時(shí)空的可變性、時(shí)空變化的聯(lián)系性,樹(shù)立了新的時(shí)空觀、運(yùn)動(dòng)觀、物質(zhì)觀。這一理論被后人譽(yù)為20世紀(jì)人類思想史上最偉大的成就之一。
(2)愛(ài)因斯坦的相對(duì)論也發(fā)展了牛頓力學(xué),將牛頓力學(xué)概括在相對(duì)論力學(xué)之中,推動(dòng)物理學(xué)發(fā)展到一個(gè)新的高度。



愛(ài)因斯坦:

艾伯特·愛(ài)因斯坦(1879—1955),美籍德國(guó)物理學(xué)家。
1879年3月14日誕生在德國(guó)烏爾姆的一個(gè)猶太人家中。
1894年舉家遷居意大利米蘭。1900年畢業(yè)于瑞士蘇黎世工業(yè)大學(xué)。1901年入瑞士國(guó)籍。
1902年6月至1909年10月,在瑞士專利局任技術(shù)員。1909年10月,任蘇黎世大學(xué)理論物理學(xué)副教授;
1911年3月,在布拉格任德意志大學(xué)理論物理學(xué)教授;1912年10月,任蘇黎世工業(yè)大學(xué)理論物理學(xué)教授;
1914年4月,在柏林任德國(guó)威廉皇帝物理研究所所長(zhǎng)兼柏林大學(xué)教授。
1933年,因受納粹迫害,移居美國(guó)。1940年入美國(guó)國(guó)籍。1955年4月18日逝世。
愛(ài)因斯坦被認(rèn)為是最富于創(chuàng)造力的科學(xué)家,他不但創(chuàng)立了相對(duì)論,還提出了光量子的概念,得出了光電效應(yīng)的基本定律,并揭示了光的波粒二重性本質(zhì),為量子力學(xué)的建立奠定了基礎(chǔ)。為此榮獲1921年度的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。同時(shí),他還證明了熱的分子運(yùn)動(dòng)論,提出了測(cè)定分子大小的新方法。


愛(ài)因斯坦沒(méi)有因?yàn)橄鄬?duì)論而獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)原因:

美國(guó)科學(xué)史專家羅伯特·馬克·弗里德曼博士耗時(shí)二十多年,通過(guò)發(fā)掘與諾貝爾獎(jiǎng)評(píng)獎(jiǎng)當(dāng)事人有關(guān)的大量書(shū)信、日記、評(píng)審報(bào)告等素材,撰寫(xiě)成一本有關(guān)諾貝爾獎(jiǎng)評(píng)獎(jiǎng)內(nèi)幕的書(shū),這本書(shū)的書(shū)名是《權(quán)謀:諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)的幕后》,已由上?萍冀逃霭嫔绯霭媪酥凶g本。那么,在諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)評(píng)審委員會(huì)里,究竟是誰(shuí)不想讓愛(ài)因斯坦獲獎(jiǎng)?該書(shū)作者揭示出,這個(gè)人是瑞典皇家科學(xué)院的權(quán)威古爾斯特蘭德。這個(gè)著名醫(yī)生說(shuō):“愛(ài)因斯坦的理論作為一個(gè)智識(shí)成就不具備可考慮授予諾貝爾獎(jiǎng)的物理學(xué)價(jià)值。”結(jié)果,古爾斯特蘭德毫不費(fèi)力地在委員會(huì)中做了一個(gè)經(jīng)典的外科“手術(shù)”,成功地“切除”了愛(ài)因斯坦獲獎(jiǎng)的可能性。另外,委員會(huì)另一個(gè)核心人物哈塞爾貝里對(duì)愛(ài)因斯坦的理論也無(wú)好感。直到1922年,哈塞爾貝里去世,奧森添補(bǔ)了委員會(huì)的空缺,愛(ài)因斯坦才得到獲獎(jiǎng)的機(jī)會(huì)。事實(shí)上,在這件事情上,奧森也頗費(fèi)了一番心思,其策略是不以委員會(huì)中大多數(shù)人反對(duì)的相對(duì)論,而是以普遍被接受但是重要性稍遜的光電效應(yīng)定律,提出為愛(ài)因斯坦授獎(jiǎng),他成功了。應(yīng)該說(shuō),是愛(ài)因斯坦為諾貝爾獎(jiǎng)增添了光彩,而不是諾貝爾獎(jiǎng)成全了愛(ài)因斯坦。




相關(guān)高中歷史知識(shí)點(diǎn):量子論的誕生和發(fā)展



經(jīng)典力學(xué)、相對(duì)論與量子論的關(guān)系:


經(jīng)典力學(xué)改變了自古代以來(lái)人們的認(rèn)識(shí)論和方法論。相對(duì)論打破了牛頓以來(lái)傳統(tǒng)的絕對(duì)時(shí)空觀,但并非全盤否定牛頓力學(xué)。牛頓力學(xué)反映的是宏觀物體低速運(yùn)動(dòng)的客觀規(guī)律,而相對(duì)論反映的是物體高速運(yùn)動(dòng)的客觀規(guī)律,是對(duì)牛頓力學(xué)的繼承和發(fā)展。牛頓力學(xué)是相對(duì)論的一種特例(物體低速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)),包括在相對(duì)論體系中。量子論則是研究微觀世界粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。量子論與相對(duì)論一起,構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)。



量子論的誕生與發(fā)展:

1、誕生的背景:
(1)19世紀(jì)末20世紀(jì)初,電子和放射性的發(fā)現(xiàn),打開(kāi)了原子的大門,使人們對(duì)物質(zhì)的認(rèn)識(shí)深入到了原子內(nèi)部。
(2)大量的實(shí)驗(yàn)表明,微觀粒子的運(yùn)動(dòng)不能用通常的宏觀物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行描述。量子論在這種背景下誕生。
2、量子論的誕生、發(fā)展和量子力學(xué):
(1)誕生:1900年,德國(guó)物理學(xué)家普朗克提出量子假說(shuō),宣告了量子論的誕生。
(2)發(fā)展:
①愛(ài)因斯坦利用量子論成功地解釋了光電效應(yīng)出現(xiàn)的現(xiàn)象及光的本質(zhì),進(jìn)一步推動(dòng)了量子論的發(fā)展。
②丹麥物理學(xué)家玻爾把量子論用于原子結(jié)構(gòu)的研究,創(chuàng)立了原子結(jié)構(gòu)的理論。
③經(jīng)過(guò)這些科學(xué)家的共同努力,到1925年左右量子力學(xué)最終建立。量子力學(xué)是研究微觀世界粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。
3、量子論和量子力學(xué)的影響:
(1)量子論使人類對(duì)微觀世界的基本認(rèn)識(shí)取得革命性的進(jìn)步,成為20世紀(jì)最深刻、最有成就的科學(xué)理論之一。
(2)量子論與相對(duì)論一起構(gòu)成現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ),并彌補(bǔ)了經(jīng)典力學(xué)在認(rèn)識(shí)宏觀世界和微觀世界方面的不足。
(3)推動(dòng)了物理學(xué)自身的進(jìn)步,開(kāi)闊了人們的視野,改變了人們認(rèn)識(shí)世界的角度和方式。
4、量子論誕生的意義:
它與相對(duì)論一起,構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)。相對(duì)論和量子論彌補(bǔ)了經(jīng)典力學(xué)在認(rèn)識(shí)宏觀世界和微觀世界方面的不足。它們的提出,不僅推動(dòng)了物理學(xué)自身的進(jìn)步而且開(kāi)闊了人們的視野,改變了人們認(rèn)識(shí)世界的角度和方式。人類對(duì)客觀規(guī)律的認(rèn)識(shí)開(kāi)始從宏觀世界深入到了微觀世界。



普朗克和量子論的發(fā)展:

普朗克(1858—1947)是近代偉大的德國(guó)物理學(xué)家、量子論的奠基人。1858年4月23日生于基爾。1879年普朗克在慕尼黑大學(xué)獲得博士學(xué)位后,先后在慕尼黑大學(xué)和基爾大學(xué)任教。1900年,他在黑體輻射研究中引入能量量子。12月14日,在德國(guó)物理學(xué)會(huì)的例會(huì)上,普朗克作了《論正常光譜中的能量分布》的報(bào)告。在這個(gè)報(bào)告中,他激動(dòng)地闡述了自己最驚人的發(fā)現(xiàn)。他說(shuō),為了從理論上得出正確的輻射公式,必須假定物質(zhì)輻射(或吸收)的能量不是連續(xù)地而是一份一份地進(jìn)行的,只能取某個(gè)最小數(shù)值的整數(shù)倍。這個(gè)最小數(shù)值就叫能量子,輻射頻率是ν的能量的最小數(shù)值ε=hν。其中h,普朗克當(dāng)時(shí)把它叫做基本作用量子,現(xiàn)在叫做普朗克常數(shù)。由此,量子論創(chuàng)立。由于這一發(fā)現(xiàn),普朗克獲得1918年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。他一生發(fā)表了215篇研究論文和7部著作。在普朗克誕辰80周年的慶祝會(huì)上,人們“贈(zèng)給”他一個(gè)小行星,并命名為“普朗克行星”。量子論不僅給光學(xué),也給整個(gè)物理學(xué)提供了新的概念,故通常把它的誕生視為近代物理學(xué)的起點(diǎn)。
第一個(gè)意識(shí)到量子概念的普遍意義并將其運(yùn)用到其他問(wèn)題上的科學(xué)家是愛(ài)因斯坦,他建立了光量子理論解釋光電效應(yīng)中出現(xiàn)的新現(xiàn)象。此外,玻爾、德布羅意等許多科學(xué)家也對(duì)量子論的發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。量子論的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)主要階段:古典量子論(普朗克、愛(ài)因斯坦、玻爾、索未菲、康普頓),量子力學(xué)(德布羅意、薛定諤、海森伯、約爾丹、玻恩)以及最新的相對(duì)論量子力學(xué)或量子場(chǎng)論。但是,否定量子論或?qū)λ幸蓡?wèn)的科學(xué)家也不少,即使是贊同量子論的科學(xué)家之間也有很大的爭(zhēng)論,如愛(ài)因斯坦和玻爾。盡管人們對(duì)量子理論的爭(zhēng)論一直沒(méi)有消除,但它在實(shí)踐中獲得的成就卻是令人吃驚的。用量子理論來(lái)研究金屬和寶石這些晶體,可以解釋很多現(xiàn)象,例如,為什么銀是電和熱的良導(dǎo)體卻不透光,金剛石不是電和熱的良導(dǎo)體卻透光?實(shí)際上,更為重要的是量子理論很好地解釋了處于導(dǎo)體和絕緣體之間的半導(dǎo)體的原理,為晶體管的出現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。而且量子論在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用前景也十分美好?茖W(xué)家認(rèn)為,量子力學(xué)理論將對(duì)電子工業(yè)產(chǎn)生重大影響,是物理學(xué)一個(gè)尚未開(kāi)發(fā)而又具有廣闊前景的新領(lǐng)域。




相關(guān)高中歷史知識(shí)點(diǎn):愛(ài)因斯坦為人類和平進(jìn)步而斗爭(zhēng)

愛(ài)因斯坦為人類和平的努力:

愛(ài)因斯坦生活的時(shí)代曾經(jīng)經(jīng)歷了人類歷史上最為空前的兩次世界大戰(zhàn),戰(zhàn)爭(zhēng)給人類帶來(lái)的災(zāi)難讓他痛恨,帝國(guó)主義將科學(xué)手段用于戰(zhàn)爭(zhēng)讓他不安。他沒(méi)有因?yàn)槁耦^于科學(xué)研究而把自己置身于社會(huì)之外,而是一直關(guān)心著人類的文明和進(jìn)步,并為之頑強(qiáng)、勇敢地戰(zhàn)斗。他說(shuō)過(guò):“人只有獻(xiàn)身于社會(huì),才能找出那實(shí)際上是短暫而又有風(fēng)險(xiǎn)的生命的意義”,愛(ài)因斯坦熱愛(ài)科學(xué),也熱愛(ài)人類。
①一戰(zhàn)時(shí):支持(反戰(zhàn))宣言:愛(ài)因斯坦在一份僅有4人參加的反戰(zhàn)宣言上簽字;
②一戰(zhàn)后:致力于恢復(fù)各國(guó)人民的相互(諒解);
③30年代:反對(duì)法西斯,呼吁各國(guó)人民為(和平)而斗爭(zhēng);
④二戰(zhàn)時(shí):建議羅斯福搶在德國(guó)之前研制(原子彈),痛心(原子彈)爆炸引起的大量平民傷害
⑤二戰(zhàn)后:致力于防止(核戰(zhàn)爭(zhēng))的發(fā)生,領(lǐng)導(dǎo)組織:”院子科學(xué)技術(shù)非常委員會(huì),出刊《原子科學(xué)家公報(bào)》

本文來(lái)自:逍遙右腦記憶 http://www.portlandfoamroofing.com/gaozhong/516762.html

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