成熟:在这个基础上,奥地利、德国的物理学家建立了量子力学。
意义
量子理论弥补了经典物理学在微观的粒子世界方面认识的空缺,把人类对客观规律的认识从宏观世界推进到微观世界,改变了人们看世界的角度和方式;量子理论让人们从根本上改变了近代物理学中的传统观念,使物理学乃至整个自然科学的观念都发生了重大变革。
2、相对论
(1)狭义相对论
创立: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。
内容:时间和空间都与物质运动有关;时间和空间随着物质运动速度的变化而变化。
意义:否认了牛顿力学的绝对时空观;继承和发展了牛顿力学;奠定了利用原子能的理论基础。
爱因斯坦的狭义相对论是建立在两个基本假设基础之上的。第一个假设是相对性原理,即物体运动状态的改变与选择任何一个参照系无关;第二个假设是光速不变原理,即对任何一个参照系而言,光速都是相同的。从两个基本假设出发,爱因斯坦得出如下新的结论:运动物体在运动方向上长度缩短;运动着的时钟要变慢;任何物体的运动速度都不可能超过光速;同时性是相对的,在一个惯性系中同时发生的事情,在另一个运动着的惯性系中测量便不是同时发生的;如果物质速度比光速小得多,相对论力学就变为牛顿力学,比起牛顿力学来,相对论力学具有更普遍的意义。物体的能量等于物体的惯性质量乘以光速的平方。
(2)广义相对论
提出:1916年,爱因斯坦又建立了广义相对论。
主要内容:广义相对论认为,物质存在的现实空间不是平坦的,而是弯曲的,空间的结构取决于物质的质量及其分布情况,空间弯曲的程度体现为引力场强度。
意义:第一次阐述了四维时空和物质的分布相联系的重要思想。
(3)相对论与牛顿力学的关系:
相对论打破了牛顿以来传统的绝对时空观,但并非全盘否定牛顿力学。牛顿力学反映的是宏观物体低速运动的客观规律,而狭义相对论反映的是物体高速运动的客观规律,是对牛顿力学的继承和发展。牛顿力学是相对论的一种特例(物体低速运动状态),包括在相对论体系中。
(4)相对论建立的意义
爱因斯坦相对论的建立,是对近代物理学理论框架的重大突破,它不仅揭示了空间、时间的可变性,时空的变化和时空结构同物质的运动和状态密不可分。这种全新的时空观、运动观和物质观的形成,是人类思想发展史中的一次根本性变革,对整个自然科学和哲学都产生了极其深远的影响。
量子论和相对论是现代物理学的两大支柱,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。量子力学和狭义相对论结合形成原子核物理学,指导制造原子弹、氢弹和建立核电站。量子力学还为电子技术、半导体技术和激光技术等奠定了理论基础。
☆物理学的发展给了我们什么样的启示?
尊重事实,不迷信权威,敢于质疑,勇于探索创新,实践出真知……
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