第11課-物理學(xué)的重大進(jìn)展 1

第11課物理學(xué)的重大進(jìn)展,這四個(gè)人分別是誰(shuí)？對(duì)物理學(xué)作出了什么貢獻(xiàn)？,【課標(biāo)要求】1、伽利略、牛頓對(duì)經(jīng)典力學(xué)建立所作的貢獻(xiàn)2、經(jīng)典力學(xué)在近代自然科學(xué)理論發(fā)展中的歷史地位3、愛(ài)因斯坦的相對(duì)論4、量子論的誕生與發(fā)展,1、奠基者,一、經(jīng)典力學(xué),（1）經(jīng)典力學(xué)的形成與發(fā)展,伽利略15641642）,意大利的物理學(xué)家和天文學(xué)家。自幼聰明好學(xué)，遇事好尋根問(wèn)底。從不迷信教會(huì)權(quán)威或盲從他人。,1510年提出日心說(shuō)，否定亞里士多德的地心說(shuō)，掀起天文學(xué)的革命，從根本上動(dòng)搖了宗教神學(xué)的理論基礎(chǔ)。1543年出版天體運(yùn)動(dòng)論。,信奉“日心說(shuō)”的布魯諾(1548-1600)被教會(huì)以火刑處死。,哥白尼（1473-1543）,結(jié)合時(shí)代背景，分析為什么從16世紀(jì)開(kāi)始，西歐社會(huì)出現(xiàn)了一大批敢于發(fā)表見(jiàn)解，挑戰(zhàn)教會(huì)權(quán)威的學(xué)者？,？,文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)的興起,西歐資本主義的興起,古希臘科學(xué)家亞里士多德,物理學(xué)的曲折發(fā)展,“落體的速度與重量成正比”,？,？,伽利略用什么辦法推翻亞里士多德的學(xué)說(shuō)？,有人記載伽利略曾在意大利比薩斜塔上作過(guò)自由落體的實(shí)驗(yàn)。結(jié)果兩個(gè)重量相差10倍的球同時(shí)落地，證明了亞里士多德的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。,“兩個(gè)鐵球同時(shí)落地！”,？,伽利略用什么辦法推翻亞里士多德的學(xué)說(shuō)？,通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)；,意大利的物理學(xué)家和天文學(xué)家，經(jīng)典力學(xué)的奠基者。自幼聰明好學(xué)，遇事好尋根問(wèn)底。從不迷信教會(huì)權(quán)威或盲從他人。,伽利略經(jīng)典力學(xué)的奠基者,（15641642）,伽利略折射式望遠(yuǎn)鏡,伽利略受審,“哥倫布發(fā)現(xiàn)了新大陸，伽利略發(fā)現(xiàn)了新宇宙”。,由于宣傳哥白尼學(xué)說(shuō)，1616年，宗教裁判所責(zé)令伽利略保持沉默。對(duì)話被認(rèn)為違反禁令。伽利略被召到羅馬，囚禁缺席審判苦刑恐嚇當(dāng)眾跪著懺悔終身監(jiān)禁，他的書也被列為禁書。1642年，在貧病交加中逝世，享年78歲。1983年，羅馬教廷正式承認(rèn)，350年前宗教裁判所的審判是錯(cuò)誤的。,牛頓（16431727）,英國(guó)著名的科學(xué)家，在物理學(xué)、數(shù)學(xué)、天文學(xué)等方面都作出了卓越貢獻(xiàn)。他曾長(zhǎng)期擔(dān)任英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)，還擔(dān)任過(guò)英國(guó)議會(huì)議員，被授予爵士稱號(hào)。,（2）、經(jīng)典力學(xué)體系的形成牛頓,牛頓安葬之處威斯敏斯特大教堂,？,身前身后，牛頓為什么總贏得掌聲不斷、鮮花無(wú)數(shù),經(jīng)典力學(xué)的建立牛頓,2、顯著特征：,3、意義：,1、成就：,提出物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)三大定律；萬(wàn)有引力定律代表作自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理,注重實(shí)驗(yàn)、數(shù)學(xué)化,對(duì)解釋、預(yù)見(jiàn)物理現(xiàn)象，有決定性意義標(biāo)志經(jīng)典力學(xué)體系建立，標(biāo)志著近代自然科學(xué)的形成,海王星和冥王星的發(fā)現(xiàn),經(jīng)典力學(xué)與中世紀(jì)的自然觀和方法論相比，最顯著的特征是注重實(shí)驗(yàn)數(shù)學(xué)化體現(xiàn)微觀世界經(jīng)驗(yàn)法A.B.C.D.,A,愛(ài)因斯坦（1879-1955）,20世紀(jì)最后一期時(shí)代周刊評(píng)選出“世紀(jì)人物”，這樣稱一位偉人：天才，政治難民，人道主義者，原子和宇宙謎的開(kāi)啟者，以其最偉大的思想和無(wú)與倫比的形象獨(dú)占鰲頭。,作為思想家的愛(ài)因斯坦，他是窺見(jiàn)人間秘密的人。作為科學(xué)家的愛(ài)因斯坦，他是窺見(jiàn)上帝秘密的人；,愛(ài)因斯坦說(shuō)，在牛頓時(shí)代，牛頓的道路是一位具有最高思維能力和創(chuàng)造力的人所能發(fā)現(xiàn)的唯一道路；牛頓所創(chuàng)造的概念，至今仍然指導(dǎo)著我們的物理學(xué)思想。請(qǐng)回答：“牛頓時(shí)代”在物理學(xué)上指什么時(shí)代？有人認(rèn)為相對(duì)論出現(xiàn)后，牛頓在歷史上的光輝完全被抹掉，愛(ài)因斯坦相對(duì)論是對(duì)牛頓力學(xué)的否定，對(duì)嗎？,相對(duì)論的創(chuàng)立,“物理學(xué)危機(jī)”（經(jīng)典力學(xué)無(wú)法解釋一些新問(wèn)題）,1、背景：,2、相對(duì)論的提出：,愛(ài)因斯坦的相對(duì)論只否定了牛頓的絕對(duì)時(shí)空觀，沒(méi)有否定整個(gè)牛頓經(jīng)典力學(xué)。牛頓力學(xué)是相對(duì)論力學(xué)在低速狀態(tài)下的一個(gè)特例。相對(duì)論發(fā)展了牛頓力學(xué)。牛頓力學(xué)是整個(gè)力學(xué)的基礎(chǔ)，牛頓所創(chuàng)造的概念，至今仍指導(dǎo)著我們的物理學(xué)思想。,相對(duì)論否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空論，深刻地揭示了時(shí)間和空間的本質(zhì)屬性。相對(duì)論也發(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)展到一個(gè)新的高度。,廣義相對(duì)論認(rèn)為，物質(zhì)存在的現(xiàn)實(shí)空間不是平坦的，而是彎曲的，空間的結(jié)構(gòu)取決于物質(zhì)的質(zhì)量及其分布情況，空間彎曲的程度體現(xiàn)為引力場(chǎng)強(qiáng)度。廣義相對(duì)論第一次闡述了四維時(shí)空和物質(zhì)的分布相聯(lián)系的重要思想。,笑話：有一次卓別林和愛(ài)因斯坦共同出席一次宴會(huì)都受到了熱鬧的歡迎，卓別林說(shuō)：大家歡迎我是因?yàn)樗麄兌寄芾斫馕遥蠹覛g迎你是因?yàn)樗麄兌疾焕斫饽?說(shuō)明了相對(duì)論深?yuàn)W難懂，而且有悖于人們的日常生活,狹義相對(duì)論發(fā)表100周年，也許全世界只有幾十個(gè)人能完全理解他的真諦，但這并不能掩蓋相對(duì)論對(duì)人類生活的巨大改變。,有高度社會(huì)責(zé)任感的人,1939年8月2日，愛(ài)因斯坦寫信給羅斯福總統(tǒng)，建議美國(guó)務(wù)必?fù)屧诘聡?guó)之前制造出原子彈；后來(lái)，當(dāng)原子彈真的從潘多拉魔盒里跳出來(lái)后，愛(ài)因斯坦陷入了巨大的后悔與痛苦之中，自認(rèn)一生最大錯(cuò)誤就是建議研制原子彈。他痛心地說(shuō)，“早知如此，我寧可當(dāng)個(gè)修表匠！”,對(duì)話,19世紀(jì)經(jīng)典物理學(xué)達(dá)到巔峰狀態(tài)，在人們心目中，經(jīng)典物理學(xué)已經(jīng)達(dá)到近乎完美的程度。這時(shí)，年輕的普朗克和他的老師發(fā)生了一段對(duì)話：普朗克：“老師，我準(zhǔn)備把我的一生都獻(xiàn)給物理理論學(xué)！”老師：“年輕人，物理學(xué)是一門已經(jīng)完成了的學(xué)科，不會(huì)再有多大的發(fā)展，把一生都獻(xiàn)給這門學(xué)科，太可惜了?！?？,老師的預(yù)言正確嗎,三、量子論的誕生與發(fā)展,1、主要內(nèi)容,愛(ài)因斯坦解釋光電效應(yīng)波爾提出量子理論,1900年，德國(guó)普朗克提出量子假說(shuō),(量子力學(xué)：研究微觀世界粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。）,2、意義：和相對(duì)論一起構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)；人類對(duì)微觀世界認(rèn)識(shí)取得革命性的進(jìn)步；為現(xiàn)代自然科學(xué)和現(xiàn)代技術(shù)革命提供了重要的理論基礎(chǔ)。,物理學(xué)發(fā)展的過(guò)程,思考：17世紀(jì)以來(lái)的科技發(fā)展的原因條件,1、經(jīng)濟(jì)條件：資本主義經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及不斷進(jìn)步(物質(zhì)基礎(chǔ)),2、政治條件：資產(chǎn)階級(jí)革命勝利，資本主義制度確立(政治保障),3、文化條件：文藝復(fù)興、地理大發(fā)現(xiàn)、宗教改革的推動(dòng),啟示結(jié)語(yǔ),愛(ài)因斯坦：“沒(méi)有能獨(dú)立思考和獨(dú)立判斷的有創(chuàng)造性的個(gè)人，社會(huì)的向上發(fā)展是不可想象的?！?敢于質(zhì)疑，勇于創(chuàng)新，實(shí)踐出真知,你怎么評(píng)價(jià)牛頓與愛(ài)因斯坦的貢獻(xiàn)？,適應(yīng)了時(shí)代的需要，推動(dòng)了科學(xué)的發(fā)展,隨堂訓(xùn)練,1、愛(ài)因斯坦相對(duì)論的提出是物理學(xué)領(lǐng)域的一場(chǎng)重大革命，主要是因?yàn)榉穸私?jīng)典力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀揭示了時(shí)間、空間并非絕對(duì)不變的本質(zhì)屬性打破了經(jīng)典力學(xué)體系的局限性使人類對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)開(kāi)始從宏觀世界深入到微觀世界A、B、C、D、,3、海王星的發(fā)現(xiàn)是根據(jù)A、哥白尼日心說(shuō)的推算B、牛頓理論的推測(cè)C、法拉第演說(shuō)計(jì)算D、愛(ài)因斯坦對(duì)時(shí)間、空間屬性的揭示,2、現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)是A、牛頓力學(xué)B、相對(duì)論C、量子假說(shuō)D、量子理論、相對(duì)論,4、下列表述不正確的是A、牛頓創(chuàng)立的經(jīng)典力學(xué)是經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)B、經(jīng)典物理學(xué)所適用的主要是日常生活中的物理現(xiàn)象C、相對(duì)論的提出證明經(jīng)典的物理學(xué)是完全錯(cuò)誤的D、量子理論使人類對(duì)微觀世界的基本認(rèn)識(shí)有了革命性的進(jìn)步,5、經(jīng)典力學(xué)與中世紀(jì)的自然觀和方法論相比，最顯著的特征是注重實(shí)驗(yàn)數(shù)學(xué)化體現(xiàn)微觀世界經(jīng)驗(yàn)法A.B.C.D.,A,6.下列物理學(xué)成就取得的先后順序排列正確的是落體定律萬(wàn)有引力定律狹義相對(duì)論量子論A.B.C.D.,D,7.牛頓在科學(xué)上貢獻(xiàn)是多方面的，最重要的是在力學(xué)方面，下面關(guān)于牛頓的表述不正確的是(）A.除了在力學(xué)方面的重大貢獻(xiàn)外，還是微積分的發(fā)明人之一B.著有科學(xué)巨著自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理C.他推測(cè)出了海王星和冥王星的存在D.他提出了三大定律和萬(wàn)有引力定律,C,8、伽利略被稱為“天上的哥倫布”，這是因?yàn)樗鸄發(fā)現(xiàn)落體定律B為經(jīng)典力學(xué)奠基C在天文學(xué)方面作出貢獻(xiàn)D注重實(shí)踐和實(shí)驗(yàn),C,9、伽利略被認(rèn)為是真正具有近代科學(xué)精神的第一人，主要是因?yàn)樗鸄引發(fā)近代自然科學(xué)革命B推翻天主教會(huì)的宇宙觀C繼承和發(fā)展了哥白尼的思想D開(kāi)創(chuàng)了從實(shí)驗(yàn)中認(rèn)識(shí)自然的方法,D,10、歷史學(xué)家認(rèn)為：“17世紀(jì)后期科學(xué)革命的勝利為啟蒙運(yùn)動(dòng)提供了先決條件。”據(jù)此判斷，啟蒙運(yùn)動(dòng)在科學(xué)思想方面最重要的先驅(qū)者是A、達(dá)爾文B、牛頓C、伽利略D、愛(ài)因斯坦,B,11、“牛頓的發(fā)現(xiàn)，給人類帶來(lái)從未有過(guò)的自信。曾經(jīng)匍匐在上帝腳下的人類，終于大膽地抬起頭來(lái)，開(kāi)始用自己理性的眼光打量世界。”這主要說(shuō)明牛頓的發(fā)現(xiàn)A.推動(dòng)了天文學(xué)的發(fā)展B.使人類徹底擺脫了神學(xué)的影響C.促進(jìn)了人類的思想解放D.使人類開(kāi)始關(guān)注現(xiàn)實(shí)世界,C,材料題,閱讀下列材料并回答問(wèn)題：材料一：“我不知道世人對(duì)我是怎樣看法，但是在我看來(lái)，我不過(guò)象一個(gè)在海濱玩耍的孩子，為時(shí)而發(fā)現(xiàn)一塊比平常光滑的石子或美麗的貝殼而感到高興；但那浩瀚的真理之海洋，卻還在我的面前末曾發(fā)現(xiàn)呢？,材料二：有一次，一個(gè)美國(guó)記者問(wèn)愛(ài)因斯坦關(guān)于他成功的秘決。他回答：“早在1901年，我還是二十二歲的青年時(shí)我已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了成功的公式。我可以把這公式的秘密告訴你，那就是A=X+Y+Z!A就是成功，X就是努力工作，Y是懂得休息，Z是少說(shuō)廢話！這公式對(duì)我有用，我想對(duì)許多人也是一樣有用。”（1）根據(jù)材料二我們知道“秘決A=X+Y+Z”帶給愛(ài)因斯坦成功，結(jié)合所學(xué)知識(shí)說(shuō)明其偉大成就。,愛(ài)因斯坦于提出了狹義相對(duì)論和廣義相對(duì)論相對(duì)論被后人譽(yù)為20世紀(jì)人類思想史上最偉大的成就之一,材料三：德國(guó)著名的物理學(xué)家普朗克年輕時(shí)曾向他的老師表示要獻(xiàn)身于理論物理學(xué)，老師勸他說(shuō)：“年輕人，物理學(xué)是一門已經(jīng)完成了的科學(xué)，不會(huì)再有多大的發(fā)展了，將一生獻(xiàn)給這門學(xué)科，太可惜了?！?9世紀(jì)理論物理學(xué)達(dá)到了巔峰狀態(tài)，但其中也隱含著巨大的危機(jī)。海王星的發(fā)現(xiàn)顯示出牛頓力學(xué)無(wú)比強(qiáng)大的理論威力，電磁學(xué)與力學(xué)的統(tǒng)一使物理學(xué)顯示出一種形式上的完整，并被譽(yù)為“一座莊嚴(yán)雄偉的建筑體系和動(dòng)人心弦的美麗的廟堂”。在人們的心目中，古典物理學(xué)已經(jīng)達(dá)到了近乎完美的程度。（2）你怎樣理解材料三中“普朗克老師對(duì)他的告誡”，近乎完美的經(jīng)典物理學(xué)存在什么局限性？,經(jīng)典物理學(xué)所研究的是宏觀世界，沒(méi)有涉及微觀現(xiàn)象。,（3）通過(guò)對(duì)以上材料的分析，結(jié)合所學(xué)知識(shí)，覺(jué)得這三位科學(xué)家能給你什么啟示和動(dòng)力?,科學(xué)真理需要勇于探索、執(zhí)著追求的精神。,人類對(duì)客觀規(guī)律的認(rèn)識(shí)在不斷深入，科學(xué)理論在不斷完善和創(chuàng)新，只要勇于探索、不懈追求，就能有所成就。,伽利略（15641642），偉大的意大利物理學(xué)家和天文學(xué)家，他開(kāi)創(chuàng)了以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為根據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系和數(shù)學(xué)表述形式的近代科學(xué)，被譽(yù)為“近代科學(xué)之父”。他第一個(gè)把望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)天空進(jìn)行觀測(cè)，出版了星空使者一書。1632年，他出版了關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對(duì)話，把哥白尼的學(xué)說(shuō)推到了最終勝利的階段。,伽利略出生于比薩一個(gè)沒(méi)落貴族家庭。17歲進(jìn)比薩大學(xué)學(xué)醫(yī)，但他對(duì)物理和數(shù)學(xué)很有興趣。他做了大量的實(shí)驗(yàn)和研究工作，首次用自制的天文望遠(yuǎn)鏡細(xì)心地觀察了天體，宣告了和哥白尼學(xué)說(shuō)完全相符的結(jié)論。伽利略把他在望遠(yuǎn)鏡中所觀察到的壯麗景象，到處宣傳，并用觀察到的事實(shí)和力學(xué)原理作了嚴(yán)密的論證，進(jìn)一步維護(hù)和發(fā)展了哥白尼的體系。,教會(huì)向伽利略發(fā)出多次警告，但是他無(wú)視這一警告，發(fā)表了關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對(duì)話的巨著，從實(shí)踐和理論的高度批駁了地球中心說(shuō)。伽利略的“異端”活動(dòng)引起了教會(huì)的恐慌，羅馬教皇向宗教裁判所帶頭提出控訴，于是這位體弱抱病的科學(xué)家被送進(jìn)了監(jiān)牢，遭到審訊，以至被終身軟禁。軟禁期間，他繼續(xù)研究物理學(xué)，寫出關(guān)于兩門新科學(xué)的談話和數(shù)學(xué)證明。,伽利略受審,牛頓出生于英國(guó)的林肯郡，1665年畢業(yè)于著名的劍橋大學(xué)三一學(xué)院，獲得學(xué)士學(xué)位。三年后又獲得文學(xué)碩士學(xué)位。牛頓曾經(jīng)長(zhǎng)期擔(dān)任英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)，他還擔(dān)任過(guò)英國(guó)議會(huì)議員，授予爵士稱號(hào)。1727年，他病逝，被安葬于威斯敏斯特教堂，這是一種極高的榮譽(yù)。,牛頓（16421727）,牛頓是生活在地球上的影響最大的科學(xué)家之一。他是遺腹子，生于伽利略逝世的那一天。牛頓的背景為天才如何能在逆境中出人頭地提供了一個(gè)客觀范例。牛頓少年時(shí)代即表現(xiàn)出手工制作精巧機(jī)械的才能。雖然他是個(gè)聰明伶俐的孩子，但并未引起他的老師們的注意。他在學(xué)校的成績(jī)不好，他體弱多病，性格靦腆。學(xué)習(xí)成績(jī)是班上倒數(shù)幾名，還經(jīng)常受頑皮學(xué)生的欺侮。直到有一次跟同學(xué)打架。據(jù)說(shuō)那個(gè)男孩在牛頓的肚于上踹了一腳，于是牛頓把他狠狠地揍了一頓，并把他的鼻于摁在教堂的墻上蹭來(lái)蹭去。從此之后，牛頓便開(kāi)始在班里嶄露頭角，尤其在制作模型上表現(xiàn)出心靈手巧。成年時(shí)，母親令其退學(xué)，因?yàn)橄Ｍ麅鹤映蔀橐幻錾霓r(nóng)夫。十分幸運(yùn)的是他的主要天賦不滿足于他在農(nóng)業(yè)方面發(fā)揮。他被證明不是一個(gè)好農(nóng)夫，干活漫不經(jīng)心，而且脾氣急躁。于是他又被送回學(xué)校，18歲那年他進(jìn)入了劍橋大學(xué)，極快地通曉了當(dāng)時(shí)已知的自然與數(shù)學(xué)知識(shí)，之后轉(zhuǎn)入個(gè)人的專門研究。,牛頓（1642-1727）著作：自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理（1687）他提出了物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的三大定律和萬(wàn)有引力定律，創(chuàng)建牛頓力學(xué)體系。,愛(ài)因斯坦（18791955），1879年3月14日誕生在德國(guó)烏爾姆的一個(gè)猶太人家中。1894年舉家遷居意大利米蘭。1900年畢業(yè)于瑞士蘇黎世工業(yè)大學(xué)。1901年入瑞士國(guó)籍；1914年任柏林大學(xué)教授，1933年因受納粹迫害而移居美國(guó)，1940年入美國(guó)國(guó)籍，1955年4月18日逝世。愛(ài)因斯坦被認(rèn)為是最富于創(chuàng)造力的科學(xué)家，他不但創(chuàng)立了相對(duì)論，還提出了光量子的概念，得出了光電效應(yīng)的基本定律，并揭示了光的波粒二重性本質(zhì)，為量子力學(xué)的建立奠定了基礎(chǔ)。為此榮獲1921年度的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。同時(shí)，他還證明了熱的分子運(yùn)動(dòng)論，提出了測(cè)定分子大小的新方法。,然而就是這樣一位光彩奪目的人物，愛(ài)因斯坦年幼時(shí)也未顯出智力超群，相反，到了四歲多還不會(huì)說(shuō)話，家里人甚至擔(dān)心他是個(gè)低能兒。在整個(gè)中小學(xué)時(shí)代卻常常被斥為“生性孤僻、智力遲鈍”，“心不在焉，想入非非”。中學(xué)畢業(yè)前夕，校方甚至斷言他未來(lái)將“一事無(wú)成”，勒令他退了學(xué)。16歲那年，他以同等學(xué)歷報(bào)考大學(xué)，盡管物理。數(shù)學(xué)成績(jī)很好，但由于需要死記硬背的科目考砸了鍋，只得名落孫山。第二年進(jìn)入大學(xué)后，他擅自“刷掉了”很多課程，只以“極大的興趣”去聽(tīng)某些課和在家里自學(xué)。曾被數(shù)學(xué)教授稱為“懶狗”，曾因做實(shí)驗(yàn)出事故受到處分，還曾被物理教授認(rèn)為不適宜學(xué)物理而應(yīng)當(dāng)改行。,大