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高中二年级历史

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    阅读下列材料:
    材料一 这一发现成为20世纪物理学研究的基础,从那个时候起,几乎完全决定了物理学的发展。要是没有这一发现,那就不可能建立起分子、原子以及支配他们变化的能量过程的有用理论。
    材料二 能量子钻进物体的表面层……把它的全部能量给予了单个电子……一个在物体内部具有动能的电子当它到达物体表面时已经失去了它的一部分能量。此外还必须假设,每个电子在离开物体时还必须为它脱离物体做一定量的功P (这是物体的特性值——按:即选出功)。那些在表面上朝着垂直方向被激发的电子,将以最大的法线速度离开物体。
    ——《爱因斯坦文集》

    请回答:
    (1)材料一所述“这一发现”指的是什么?“这一发现”对物理学领域产生了什么影响?
    ________________________________________________________________________________
    (2)材料二反映的是什么物理效应?这一效应与材料一中“这一发现”的关系是什么?
    ________________________________________________________________________________
    本题信息:2011年同步题历史材料题难度较难 来源:李晶
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本试题 “阅读下列材料:材料一 这一发现成为20世纪物理学研究的基础,从那个时候起,几乎完全决定了物理学的发展。要是没有这一发现,那就不可能建立起分子、原子以及...” 主要考查您对

量子论的诞生和发展

爱因斯坦推动量子力学的发展

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  • 量子论的诞生和发展
  • 爱因斯坦推动量子力学的发展

经典力学、相对论与量子论的关系:

经典力学改变了自古代以来人们的认识论和方法论。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。量子论则是研究微观世界粒子运动规律的科学。量子论与相对论一起,构成了现代物理学的基础。


量子论的诞生与发展:

1、诞生的背景:
(1)19世纪末20世纪初,电子和放射性的发现,打开了原子的大门,使人们对物质的认识深入到了原子内部。
(2)大量的实验表明,微观粒子的运动不能用通常的宏观物体的运动规律进行描述。量子论在这种背景下诞生。
2、量子论的诞生、发展和量子力学:
(1)诞生:1900年,德国物理学家普朗克提出量子假说,宣告了量子论的诞生。
(2)发展:
①爱因斯坦利用量子论成功地解释了光电效应出现的现象及光的本质,进一步推动了量子论的发展。
②丹麦物理学家玻尔把量子论用于原子结构的研究,创立了原子结构的理论。
③经过这些科学家的共同努力,到1925年左右量子力学最终建立。量子力学是研究微观世界粒子运动规律的科学。
3、量子论和量子力学的影响:
(1)量子论使人类对微观世界的基本认识取得革命性的进步,成为20世纪最深刻、最有成就的科学理论之一。
(2)量子论与相对论一起构成现代物理学的基础,并弥补了经典力学在认识宏观世界和微观世界方面的不足。
(3)推动了物理学自身的进步,开阔了人们的视野,改变了人们认识世界的角度和方式。
4、量子论诞生的意义:
它与相对论一起,构成了现代物理学的基础。相对论和量子论弥补了经典力学在认识宏观世界和微观世界方面的不足。它们的提出,不仅推动了物理学自身的进步而且开阔了人们的视野,改变了人们认识世界的角度和方式。人类对客观规律的认识开始从宏观世界深入到了微观世界。


普朗克和量子论的发展:

普朗克(1858—1947)是近代伟大的德国物理学家、量子论的奠基人。1858年4月23日生于基尔。1879年普朗克在慕尼黑大学获得博士学位后,先后在慕尼黑大学和基尔大学任教。1900年,他在黑体辐射研究中引入能量量子。12月14日,在德国物理学会的例会上,普朗克作了《论正常光谱中的能量分布》的报告。在这个报告中,他激动地阐述了自己最惊人的发现。他说,为了从理论上得出正确的辐射公式,必须假定物质辐射(或吸收)的能量不是连续地而是一份一份地进行的,只能取某个最小数值的整数倍。这个最小数值就叫能量子,辐射频率是ν的能量的最小数值ε=hν。其中h,普朗克当时把它叫做基本作用量子,现在叫做普朗克常数。由此,量子论创立。由于这一发现,普朗克获得1918年诺贝尔物理学奖。他一生发表了215篇研究论文和7部著作。在普朗克诞辰80周年的庆祝会上,人们“赠给”他一个小行星,并命名为“普朗克行星”。量子论不仅给光学,也给整个物理学提供了新的概念,故通常把它的诞生视为近代物理学的起点。
第一个意识到量子概念的普遍意义并将其运用到其他问题上的科学家是爱因斯坦,他建立了光量子理论解释光电效应中出现的新现象。此外,玻尔、德布罗意等许多科学家也对量子论的发展作出了重要贡献。量子论的发展经历了三个主要阶段:古典量子论(普朗克、爱因斯坦、玻尔、索未菲、康普顿),量子力学(德布罗意、薛定谔、海森伯、约尔丹、玻恩)以及最新的相对论量子力学或量子场论。但是,否定量子论或对它有疑问的科学家也不少,即使是赞同量子论的科学家之间也有很大的争论,如爱因斯坦和玻尔。尽管人们对量子理论的争论一直没有消除,但它在实践中获得的成就却是令人吃惊的。用量子理论来研究金属和宝石这些晶体,可以解释很多现象,例如,为什么银是电和热的良导体却不透光,金刚石不是电和热的良导体却透光?实际上,更为重要的是量子理论很好地解释了处于导体和绝缘体之间的半导体的原理,为晶体管的出现奠定了基础。而且量子论在工业领域的应用前景也十分美好。科学家认为,量子力学理论将对电子工业产生重大影响,是物理学一个尚未开发而又具有广阔前景的新领域。


1905年成就:

1、3月《关于光的产生和转化的一个推测性观点》,提出光量子假说。
2、4月《分子大小的新测定法》,5月《热的分子运动论所要求的静液体中悬浮粒子的运动》,这是两篇
关于布朗运动的研究的论文。
3、6月,《论运体的电动力学》,完整的提出了狭义相对论。
4、9月,《物体的惯性同它所含的能量有关吗?》,作为相对论的一个推论。

1914年:回德国任威廉皇帝物理研究所所长兼柏林大学教授,直至1933年。在1915年到1917年的3年中,是爱因斯坦科学成就的第二个高峰。
1915年:最后建成了被公认为人类思想史中最伟大的成就之一的广义相对论。进一步揭示了时空结构(四维空间)同物质分布的关系,指出了物质间所存在的万有引力,是由于物质的存在和分布使时间和空间的性质不均匀(即时空弯曲)而引起的。
1916年:在辐射量子方面提出引力波理论。
1917年:又开创了现代宇宙学。
爱因斯坦成就及影响:


科学成就:

11905年发表《论物体的电动力学》,标志着狭义相对论的提出,主要内容包括相对性和光速不变原理。

21916年爱因斯坦发表《广义相对论的基础》,将狭义相对论扩大为广义相对论。包含两大原理:一是等效原理,二是广义相对性。认为时间、空间、运动、质最不是绝对不变的,而是相对的,可以互相转化的。

31905年,爱因斯坦提出光的量子理论,解释了经典物理学无法解释的光电效应及光的本质问题,推动了量子力学的发展。

 

评价:


1
、爱因斯坦是历史上继牛顿之后最伟大的科学家,创立的侠义相对论和广义相对论,是物理学的重大突破,是科学发展的道路上血立起的一座新的里程碑。
①狭义相对论的创立,改变了牛顿力学的绝对时空观,揭示了物质和能量的相当性,为原子能的利用奠定了理论基础,是近代物理学领域的一次伟大革命。
广义相对论改变了人们对宇宙的认识,在这一理论指引下,天体和宇宙演化的观测研究及理论探讨前所未有地蓬勃开展起来。

2、爱因斯坦不仅是一位伟大的科学家,还是一位具有正义感的社会活动家,时刻关心人类的进步与和平。


近代以来物理学的发展过程:


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