鲁科版选修3-5《第2章 原子结构 导入 从一幅照片说起》优秀教学课件

鲁科版选修3-5《第2章 原子结构 导入 从一幅照片说起》优秀教学课件

3但是在爱因斯坦眼中时空，却是相对的，是相互影响的。比如，一个质量很大的物体会影响其周围的时间和空间，在课前微课中的《星际穿越》中就有这样的片段。

4在这两种时空观的影响下，对于现象的解释也是不同的，比如对于著名的苹果下落的过程，他们给出的解释就是不同的。

5牛顿解释苹果的下落是受到了万有引力的作用，而爱因斯坦则提出苹果的下落是由于地球周围的空间发生了扭曲。下面我用 一个简单实验来说明！

6这两种理论都能解释苹果的下落，因此要评价这两种理论模型的优劣，还需要进一步的实验的验证。

1爱因斯坦在广义相对论的基础上提出7个与时空有关的预言，这些预言在他提出后将近一百年的时间内，陆续得到了验证，而我们开篇所讲述的引力波，则是最后被验证的一个预言。

有同学可能会说，爱因斯坦怎么这么神奇，而牛顿的万有引力定律到底正不正确？

2物理学科是一门以实验为基础的学科，物理学家追求目标是自然规律普遍性的认识，也就是说，现有的所有物理理论事实上都是一种假说，它的发展都经历了既有事实观察，提出假说，实验验证，模型修正这样一个循环过程，以求在尽可能广的范围内接受实践的检验。

3比如，牛顿提出的万有引力定律，是在当时的实验条件以及实验精度下，通过观察行星运动规律的基础上发展出来的模型，它能解释大部分的行星运动规律。但是在涉及到与时空有关的七大预言时，则无法很好地解释。而爱因斯坦的相对论则很好的解释了这些现象。

4而相对论的提出，也并不是凭空出现的，它是经典理论理论，无法解释迈克尔逊莫雷实验结果，进而提出光速不变理论而发展来的。

5鉴于相对论的基础是光速不变原理，如果超光速得以发现与证实，那相对论的基础就会受到动摇。此外，目前为止相对论还无法与另一现代物理体系量子力学相容，这也表明了理论的局限性。

1但是到目前为止，引力波的发现还是给广义相对论以强有力的支持。

2另外一方面，引力波的重要性还体现在，引力波在传播的过程中几乎不会被吸收，因此我们有可能接收到来自宇宙初始时刻的信息，即原初引力波。

3目前对于宇宙起源流行最广的一种假说就是宇宙大爆炸假说，它是来源于对宇宙膨胀现象的观测而提出的，根据这个假说宇宙是来源于一个能量无穷大，体积无穷小的奇异点的一次大爆炸而演化而来。但是如果根据宇宙爆炸模型，宇宙爆炸将在1s内就坍塌，为此有科学家预言，必须存在一种奇妙的粒子，它能够赋予其他粒子质量，而这就是希格斯玻色子，俗称上帝粒子。

4当在1964年希格斯玻色子提出之后，直到才被证实存在。人们通知预言上帝粒子存在的科学家（大家知道他叫什么吗？）本人也感到不可思议，但是实验的发现还是证实了他的假说。从假说到实验验证，这就是物理理论发展的基本规律，也是它的魅力所在。

5到此，我们惊奇地发现，宏观的宇宙学与微观的粒子理论，都一同指向了宇宙最初的起源，这个极大的宇宙，与极小的粒子之间竟然存在着如此奇妙地联系，这既是自然界的神奇之处，也是极大与极小这两种思想在哲学上的对立统一。

大家能不能举出类似这样对立统一的例子？比如说数学上的微分与积分

人类最早提出物质是由原子构成是在公元前500~400年，但是那个时候人类对微观世界的认知更多地是哲学意义上的，还谈不上科学认识。

1803年，英国科学家道尔顿，根据当时普遍的化学反应规律，提出了原子的实心球模型。受限于当时的科学条件，在长达近一百年的时间里，人们都认为原子是物质的最小结构！

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