近代以來(lái)世界的科學(xué)發(fā)展歷程課物理學(xué)的重大進(jìn)展.ppt

近代以來(lái)世界的科學(xué)發(fā)展歷程 第11課 物理學(xué)的重大進(jìn)展,第四單元,1、近代自然科學(xué)不斷沖破宗教神學(xué)的束縛，推動(dòng)思想解放和社會(huì)變革，自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)相互促進(jìn)；,2、科技進(jìn)步推動(dòng)了生產(chǎn)力的發(fā)展，生產(chǎn)力的發(fā)展又為科技進(jìn)步提供物質(zhì)支柱，同時(shí)對(duì)其提出更高要求。,單元線索,科學(xué)勃興 進(jìn)展輝煌,轉(zhuǎn)化生產(chǎn) 科技革命,文藝復(fù)興 思想解放,經(jīng)典力學(xué)、相對(duì)論和量子論、進(jìn)化論,三次科學(xué)技術(shù)革命,科技?xì)v程,朝聞天下,弗朗索瓦恩格勒（特）,彼得希格斯,懷疑 （背景）,16-19世紀(jì)近代物理學(xué),探索 （成就）,進(jìn)步 （影響）,19-20世紀(jì)初現(xiàn)代物理學(xué),第11課 物理學(xué)的重大進(jìn)展,經(jīng)典力學(xué)體系,自然科學(xué) 思想認(rèn)識(shí) 社會(huì)發(fā)展,相對(duì)論和量子論,對(duì)經(jīng)典力學(xué)體系的懷疑,自然科學(xué) 思想認(rèn)識(shí) 經(jīng)濟(jì)發(fā)展,對(duì)中世紀(jì)世界觀的懷疑,科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力,懷 疑,中世紀(jì)的神學(xué)世界觀及其對(duì)人們思想認(rèn)識(shí)的束縛,探究：1、經(jīng)典力學(xué)體系建立的歷史背景是什么？ （近代自然科學(xué)形成的背景/為什么會(huì)懷疑）,思想條件：,經(jīng)濟(jì)條件：,主觀條件：,文藝復(fù)興的推動(dòng),資本主義的發(fā)展,科學(xué)家的探索,一、近代物理學(xué)經(jīng)典力學(xué),探索 2、成就：經(jīng)典力學(xué)體系的建立,（1）奠基伽利略,科學(xué)研究領(lǐng)域的成就：,自主探究： 經(jīng)典力學(xué)體系的建立過(guò)程中哪兩位科學(xué)家起到了關(guān)鍵的作用？ 他們?cè)诳茖W(xué)研究領(lǐng)域有哪些成就？ P54-55,C 開(kāi)創(chuàng)近代科學(xué)的研究方法：觀察實(shí)驗(yàn)和邏輯論證。,A 物理學(xué)：力與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系，自由落體定律,B 天文學(xué)：自制望遠(yuǎn)鏡，證實(shí)了“日心說(shuō)”,一、近代物理學(xué)經(jīng)典力學(xué),（2）建立牛頓,B、建立起以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)以數(shù)學(xué)為表達(dá)形式（特點(diǎn)）的牛頓力學(xué)體系，即經(jīng)典力學(xué)體系。,A、1687年，出版自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理，提出運(yùn)動(dòng)三大定律和萬(wàn)有引力定律。,站在巨人的肩膀上,探索 2、成就：經(jīng)典力學(xué)體系的建立,科學(xué)研究領(lǐng)域的成就：,物體運(yùn)動(dòng)+天體運(yùn)動(dòng),一、近代物理學(xué)經(jīng)典力學(xué),（三）天文學(xué)： A、1781年，發(fā)現(xiàn) “天王星” B、1846年，發(fā)現(xiàn)“海王星”,探索 2、成就：經(jīng)典力學(xué)體系的建立,C、1930年，發(fā)現(xiàn)“冥王星”，2006年被排除于“九大行星”,推動(dòng)了生產(chǎn)力的進(jìn)步和資本主義的發(fā)展,標(biāo)志著經(jīng)典力學(xué)的形成和自然科學(xué)的形成，推動(dòng)了物理學(xué)自身的發(fā)展, 促進(jìn)了近代自然科學(xué)的進(jìn)步，為海王星、冥王星等的發(fā)現(xiàn)奠定了理論基礎(chǔ)。,沖擊了宗教神學(xué)，推動(dòng)了啟蒙運(yùn)動(dòng)的發(fā)展和思想解放。,進(jìn)步：3、經(jīng)典力學(xué)體系的影響,3、經(jīng)濟(jì)發(fā)展：,1、自然科學(xué)：,2、思想認(rèn)識(shí)：,2、思想認(rèn)識(shí)：,一、近代物理學(xué)經(jīng)典力學(xué),懷 疑,19世紀(jì)，科學(xué)飛速發(fā)展經(jīng)典力學(xué)體系的無(wú)法解釋一些新問(wèn)題,探究：1、近代物理學(xué)發(fā)展到現(xiàn)代物理學(xué)的歷史背景？（經(jīng)典力學(xué)遭遇挑戰(zhàn)的原因）,自身局限：,思想條件：,主觀條件：,宏觀、低速、絕對(duì)時(shí)空觀,生產(chǎn)力的進(jìn)一步發(fā)展（兩次工業(yè)革命）,科學(xué)家的探索精神（懷疑、求真）,啟蒙運(yùn)動(dòng)的影響（理性主義）,經(jīng)濟(jì)條件：,自身需要：,研究領(lǐng)域的拓展 物理學(xué)危機(jī),二、現(xiàn)代物理學(xué)相對(duì)論和量子論,探索 2、成就之一：相對(duì)論,狹義相對(duì)論：打破了絕對(duì)時(shí)空觀，同時(shí)也適用于物體高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài),探究：愛(ài)因斯坦的相對(duì)論對(duì)經(jīng)典力學(xué)有哪些突破?,經(jīng)典力學(xué)的局限： 適用于低速運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 絕對(duì)時(shí)空觀,廣義相對(duì)論：進(jìn)一步深化了對(duì)時(shí)間、空間和引力現(xiàn)象 的認(rèn)識(shí)。,A、1905年，愛(ài)因斯坦提出狹義相對(duì)論和光速恒定假設(shè)。（質(zhì)量、空間、時(shí)間隨著運(yùn)動(dòng)速度的變化而變化，即尺縮效應(yīng)和鐘慢效應(yīng)） B、1916年，愛(ài)因斯坦提出廣義相對(duì)論（時(shí)間和空間的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不僅取決于物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，也取決于物質(zhì)本身的分布狀態(tài)，即時(shí)空可以扭曲）,二、現(xiàn)代物理學(xué)相對(duì)論和量子論,經(jīng)典力學(xué),狹義相對(duì)論,廣義相對(duì)論,影響：否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀，彌補(bǔ)了經(jīng)典力學(xué)在宏觀物體高速運(yùn)動(dòng)研究的不足。,3.相對(duì)論提出的歷史意義,（1）相對(duì)論的提出是物理學(xué)領(lǐng)域的一次重大革命，他否定了經(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，深刻揭示了時(shí)間和空間的本質(zhì)屬性。 （2）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)展到了新的高度。,一、現(xiàn)代物理學(xué)量子論,懷 疑,探究：1、量子論提出的歷史背景是什么？,理論條件：,電子和放射線的發(fā)現(xiàn),人們的科學(xué)思想進(jìn)一步提升,思想條件：,經(jīng)濟(jì)條件：,社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，社會(huì)生產(chǎn)力的需求,探索 2、成就之二：量子論,二、現(xiàn)代物理學(xué)相對(duì)論和量子論,2.量子論的誕生、發(fā)展和量子力學(xué),1900年，德國(guó)物理學(xué)家普朗克提出量子假說(shuō),愛(ài)因斯坦利用量子理論成功解釋了光電效應(yīng)； 玻爾提出了有關(guān)原子的量子理論； 20世紀(jì)30年代，量子力學(xué)建立,（1） 誕生：,（2） 發(fā)展：,開(kāi)闊視野，改變了人們認(rèn)識(shí)世界的_ 和_。,進(jìn)步：3、現(xiàn)代物理學(xué)兩大支柱建立的影響,B、思想認(rèn)識(shí)：,A、自然科學(xué)：,相對(duì)論的提出是物理學(xué)思想的一項(xiàng)重大革命。否定，深刻地揭示了 。它也發(fā)展了 ， 推動(dòng) 。P56第一段,量子論使人類對(duì)微觀世界的基本認(rèn)識(shí)取得了革命性的進(jìn)步，與相對(duì)論一起構(gòu)成現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)，彌補(bǔ)了 ，推動(dòng)了 。P57第二段,二、現(xiàn)代物理學(xué)相對(duì)論和量子論,經(jīng)典力學(xué),小結(jié)：力學(xué)的進(jìn)展歷程,、量子力學(xué),相對(duì)論力學(xué),一. 經(jīng)典力學(xué),1.經(jīng)典力學(xué)的奠基者-伽利略,2.經(jīng)典力學(xué)的建立者-,(1)標(biāo)志：,1687年出版自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理一書，提出了物體運(yùn)動(dòng)三大定律和萬(wàn)有引力定律等,(2)特點(diǎn),以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，以數(shù)學(xué)為表達(dá)形式,適用于宏觀低速運(yùn)動(dòng)物體,牛頓,(3) 意義: 對(duì)解釋和預(yù)見(jiàn)物理現(xiàn)象，有決定意義。根據(jù)萬(wàn)有引力定律，人們發(fā)現(xiàn)了海王星。標(biāo)志著近代科學(xué)的形成。,1、背景：,二、相對(duì)論的創(chuàng)立,2、20世紀(jì)初，德國(guó)物理學(xué)家愛(ài)因斯坦提出相對(duì)論，包括狹義相對(duì)論和廣義相對(duì)論,3、內(nèi)容：,（1）狹義相對(duì)論：物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)量會(huì)隨物體運(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)速度的變化而變化，即會(huì)發(fā)生尺縮效應(yīng)和鐘慢效應(yīng)。 （2）廣義相對(duì)論：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)。,三.量子論的誕生與發(fā)展,1.量子論誕生的背景：,2、發(fā)展,愛(ài)因斯坦利用量子理論成功地解釋了光電效應(yīng)，丹麥物理學(xué)家玻爾提出有關(guān)原子的量子理論。20世紀(jì)30年代，量子力學(xué)建立起來(lái)。,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。它與相對(duì)論一起，構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)。量子論和相對(duì)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。,3、意義：,開(kāi)闊視野，改變了人們認(rèn)識(shí)世界的_ 和_。,進(jìn)步：3、現(xiàn)代物理學(xué)兩大支柱建立的影響,B、思想認(rèn)識(shí)：,A、自然科學(xué)：,相對(duì)論是物理學(xué)思想的一項(xiàng)重大革命。否定了，深刻地揭示了 。它也發(fā)展了 ， 推動(dòng) 。P56第一段,量子論使人類對(duì)微觀世界的基本認(rèn)識(shí)取得了革命性的進(jìn)步，與相對(duì)論一起