科学学习之物理学教案大纲

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科学家名言 我爱我师，但我更爱真理——亚里士多德（希腊） 我不知道世上的人对我怎样评价。我却这样认为：我好像是在海上玩耍，时而发现了一个光滑的石子儿，时而发现一个美丽的贝壳而为之高兴的孩子。尽管如此，那真理的海洋还神秘地展现在我们面前。---牛顿（英国） 启发我并永远使我充满生活乐趣的理想是真善美——爱因斯坦（德国） 发展独立思考与独立判断的能力应始终放在首位，而不应当把获得专业知识放在首位。如果一个人掌握了他的学科的基本理论，并且学会了独立的思考和工作，他必定会找到他自己的道路，而且比起那种主要以获得细节知识为其培训内容的人来，他一定会更好的适应进步和变化。——爱因斯坦（德国） 人的天职在于勇敢地探索真理——哥白尼 当科学家们被权势吓倒，科学就会变成一个软骨病人。---伽利略（意大利） 幻想是诗人的翅膀，假设是科学的天梯。---歌德 （德国）

张灿楠科学讲解三篇

第一篇：物理学

《一》 颜色——牛顿、歌德、黑格尔

《二》 声音——声波

《三》 运动——地心说、日心说、牛顿的万有引力学说

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《四》 能量——原子弹

《五》 光——爱因斯坦

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故事一：地心说与日心说

地心说是长期盛行于古代欧洲的宇宙学说。它最初由古希腊学者欧多克斯提出，后经亚里多德、托勒密进一步发展而逐渐建立和完善起来。 托勒密认为，地球处于宇宙中心静止不动。从地球向外，依次有月球、水星、金星、太阳、火星、木星和土星，在各自的圆轨道上绕地球运转。其中，行星的运动要比太阳、月球复杂些：行星在本轮上运动，而本轮又沿均轮绕地运行。在太阳、月球行星之外，是镶嵌着所有恒星的天球——恒星天。再外面，是推动天体运动的原动天。下面是这种学说的示意图：

地心说是世界上第一个行星体系模型。尽管它把地球当作宇宙中心是错误的，然而它的历史功绩不应抹杀。地心说承认地球是“球形”的，并把行星从恒星中区别出来，着眼于探索和揭示行星的运动规律，这标志着人类对宇宙认识的一大进步。地心说最重要的成就是运用数学计算行星的运行，托勒密还第一次提出“运行轨道”的概念，设计出了一个本轮均轮模型。按照这个模型，人们能够对行星的运动进行定量计算，推测行星所在的位置，这是一个了不起的创造。在一定时期里，依据这个模型可以在一定程度上正确地预测天象，因而在生产实践中也起过一定的作用。

地心说中的本轮均轮模型，毕竟是托勒密根据有限的观察资料拼凑出来的，他是通过人为地规定本轮、均轮的大小及行星运行速度，才使这个模型和实测结果取得一致。但是，到了中世纪后期，随着观察仪器的不断改进，行星位置和运动的测量越来越精确，观测到的行星实际位置同这个模型的计算结果的偏差，就逐渐显露出来了。

但是，信奉地心说的人们并没有认识到这是由于地心说本身的错误造成的，

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却用增加本轮的办法来补救地心说。当初这种办法还能勉强应付，后来小本轮增加到80多个，但仍不能满意地计算出行星的准确位置。这不能不使人怀疑地心说的正确性了。到了16世纪，哥白尼在持日心地动观的古希腊先辈和同时代学者的基础上，终于创立了“日心说”。从此，地心说便逐渐被淘汰了。

日心说:认为太阳是宇宙的中心，地球和其他行星都绕太阳转动，日心说又称为“日心地动说”或“日心体系”。十六世纪，波兰天文学家哥白尼经过近四十年的辛勤研究，在分析过去的大量资料和自己长期观测的基础上，于1543年出版的《天体运行论》中，系统地提出了日心说。在托勒密的地心体系中，每个行星运动都含一年周期成分，但托勒密对此无法作出合理的解释。哥白尼认为，地球不是宇宙的中心，而是一颗普通行星，太阳才是宇宙的中心，行星运动的一年周期是地球每年绕太阳公转一周的反映。哥白尼体系另一些内容是：

①水星、金星、火星、木星、土星五颗行星和地球一样，都在圆形轨道上匀速率地绕太阳公转。

②月球是地球的卫星，它在以地球为中心的圆轨道上，每月绕地球转一周，同时跟地球一起绕太阳公转。 ③地球每天自转一周，天穹实际上不转动，因地球自转才出现日月星辰每天东升西落的现象。

④恒星和太阳间的距离十分遥远，比日地间的距离要大得多。哥白尼曾列举了许多主张地球自转和行星绕太阳公转的古代学者名字，他发扬了这些学者的思想，竭尽毕生精力，经过艰辛的观测和数学计算，以严格的科学论据建立了日心体系。后来的观测事实不断地证实并发展了这一学说。

限于当时的科学发展水平，哥白尼的日心说也有缺点和错误，这就是：

①认为太阳是宇宙的中心，实际上，太阳只是太阳系中的一个中心天体，不是宇宙的中心；

②沿用了行星在圆轨道作匀速圆周运动的旧观念，实际上行星轨道是椭圆的，运动速度的大小也不是恒定的。

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故事二：爱因斯坦

1879年3月14日，爱因斯坦出生于德国东部的乌尔姆，犹太血统。他的父亲海尔曼?爱因斯坦很有数学天赋，但父母没钱供他上学，只好弃学经商，爱因斯坦的母亲保里诺?爱因斯坦是富有粮商的女儿，很有音乐天赋。年幼时，爱因斯坦就开始学习音乐，六岁开始练习拉小提琴，音乐几乎成了爱因斯坦的\第二职业\，小提琴终身陪伴着他。

在爱因斯坦上学之前，他父亲给了他一个罗盘（指北针），罗盘的指针总要指着南北极，使小爱因斯坦研究和着迷了很久，直到成年，他都还记得这件使他印象深刻的事。另一次经历给他的印象也很深刻。在上学几年后，他领到一本欧几里德几何学课本，书中论证得无可置疑的许多公理，使他产生了强烈的好奇心，以至于无法按照课程进度学习，而是一口气就将它学完。 爱因斯坦和牛顿一样并不早慧，他到3岁还不会说话，在整个学习期间也无\神童\的表现，甚至在教师眼里显得平庸迟钝，他主要是对教师的呆板教学方法感到不满，而具有很强的独立自主、勤奋自学的探索能力。他在中学时代就自学了包括微积分在内的基础数学及某些理论物理知识，进入大学后，他经常缺课，独自修读了经典理论物理，研究了麦克斯韦电磁理论。

爱因斯坦不拘成见，勇于创新。\怀疑一切\的信条始终贯穿他的整个科学生涯。当然，爱因斯坦的杰出科学成就来之于他坚持不懈的毅力。一次，有个青年人请教爱因斯坦成功的秘诀，爱因斯坦给他写下了一个公式：A＝X＋Y＋Z。他解释说，A代表成功，X代表你付出的努力和劳动，Y代表你对所研究问题的兴趣，而Z表示少说空话，要谦虚谨慎。爱因斯坦有句名言：\科学研究好像钻木板，有人喜欢钻薄的，而我喜欢钻厚的。\

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