2020—2021學(xué)年人教版高二物理《專題七近代以來科學(xué)技術(shù)的輝煌》課件

1、專題七近代以來科學(xué)技術(shù)的輝煌科學(xué)指運(yùn)用范疇、定理、定律等思維形式反映現(xiàn)實(shí)世界各種現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律的知識(shí)體系。技術(shù)泛指根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和自然科學(xué)原理而發(fā)展成的各種工藝操作方法與技能?；揪€索：物理學(xué)的重大進(jìn)展生物學(xué)的發(fā)展三次工業(yè)革命近代科學(xué)的發(fā)展近代技術(shù)的發(fā)展及科技的結(jié)合一近代物理學(xué)的奠基人和革命者 了解經(jīng)典力學(xué)的主要內(nèi)容，認(rèn)識(shí)其在近代自然科學(xué)理論發(fā)展中的歷史地位。 知道相對(duì)論、量子論的主要內(nèi)容認(rèn)識(shí)其意義。探究：他們分別是什么人？有什么貢獻(xiàn)？伽利略（15641642）牛頓（16421727）普朗克（18581947）愛因斯坦（18791955）物理學(xué)革命經(jīng)典力學(xué)體系近代自然科學(xué)的形成相對(duì)論量子論

2、近代科學(xué)之父實(shí)驗(yàn)科學(xué) 伽利略（15641643），偉大的意大利物理學(xué)家和天文學(xué)家，他開創(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)說推到了最終勝利的階段。一、近代物理學(xué)的奠基者伽利略1、經(jīng)典力學(xué)的重要奠基者 伽利略的貢獻(xiàn):發(fā)現(xiàn)自由落體定律，為經(jīng)典力學(xué)的建立奠定了基礎(chǔ)。 發(fā)明天文望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)許多星體，證明了哥白尼“日心說”的正確性(屬于天文學(xué)成就)。開創(chuàng)了以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為根據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系的近代科學(xué)，標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端，被譽(yù)為“

3、近代科學(xué)之父”。 1590年，伽利略在比薩斜塔上做了“兩個(gè)鐵球同時(shí)落地”的著名實(shí)驗(yàn)，從此推翻了亞里士多德“物體落下的速度和重量成比例”的學(xué)說，糾正了這個(gè)持續(xù)了1900年之久的錯(cuò)誤結(jié)論。自由落體定律公元1643年1月4號(hào)這天（伽利略逝世的這一天），在英國鄉(xiāng)下一個(gè)不出名的小村莊里，一位喝得醉醺醺的神父冒著大雪匆匆趕到一家農(nóng)戶給個(gè)早產(chǎn)的嬰孩洗禮。那個(gè)嬰孩身形瘦小，嘴巴緊閉，似乎連呼吸都不暢，周圍的人都急得手足無措，這時(shí)神父突顯急智，一口酒噴向嬰兒，終于嗆得嬰孩大聲哭鬧起來。多年以后，神父仍把這件事作為自己生平最大的功業(yè)，因?yàn)樗鹊?，遠(yuǎn)不止是一個(gè)病怏怏的嬰兒，而是人類歷史上最偉大的人，Issac N

4、ewton（牛頓）。二、近代物理學(xué)的建立者牛頓 牛頓出生于英國的林肯郡，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)任英國皇家學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)，他還擔(dān)任過英國議會(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）后來，作為大學(xué)教授，牛頓常常忙得不修邊幅，往往領(lǐng)帶不結(jié)，襪帶不系好，馬褲也不扣紐扣，就走進(jìn)了大學(xué)餐廳。有一次，他在向一位姑娘求婚時(shí)思想又開了小差，他腦海了只剩下了無窮量的二項(xiàng)式定理。他抓住姑娘的手指，錯(cuò)誤的把它當(dāng)成通煙斗的通條，硬往煙斗里塞，痛得姑娘大叫，離他而去。牛頓也因此終生未娶。

5、他馬虎拖沓，曾經(jīng)鬧過許多的笑話。一次，他邊讀書，邊煮雞蛋，等他揭開鍋想吃雞蛋時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)鍋里是一只懷表。還有一次，他請(qǐng)朋友吃飯，當(dāng)飯菜準(zhǔn)備好時(shí)，牛頓突然想到一個(gè)問題，便獨(dú)自進(jìn)了內(nèi)室，朋友等了他好久還是不見他出來，于是朋友就自己動(dòng)手把那份雞全吃了，雞骨頭留在盤子，不告而別了。等牛頓想起，出來后，發(fā)現(xiàn)了盤子里的骨頭，以為自己已經(jīng)吃過了，便轉(zhuǎn)身又進(jìn)了內(nèi)室，繼續(xù)研究他的問題。 父母原希望他成為一個(gè)農(nóng)民，但牛頓本人卻無意于此。每次，母親叫他同傭人一道上市場(chǎng)，熟悉做交易的生意經(jīng)時(shí)，他便懇求傭人一個(gè)人上街，自己則躲在樹叢后看書。牛頓的好學(xué)精神感動(dòng)了舅父，于是舅父勸服了母親讓牛頓復(fù)學(xué)。我好像是一個(gè)在海邊玩耍的孩

6、子，不時(shí)為拾到比通常更光滑的石子或更美麗的貝殼而歡欣鼓舞，而展現(xiàn)在我面前的是完全未探明的真理之海。牛頓你知道牛頓撿到了哪些“光滑的石子”和“美麗的貝殼”？ 數(shù)學(xué)上，創(chuàng)立了微積分；天文學(xué)、物理學(xué)上，構(gòu)建了牛頓的經(jīng)典力學(xué)體系；光學(xué)上，對(duì)光的色彩和光的本性有新的研究發(fā)現(xiàn)。慣性定律加速度定律作用和反作用定律物理運(yùn)動(dòng)三大定律1.萬有引力定律2.經(jīng)典力學(xué)體系二、近代物理學(xué)的建立者牛頓（一）經(jīng)典力學(xué)體系的主要內(nèi)容1687自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理 無論從科學(xué)史還是整個(gè)人類的文明史來看這都是一本劃時(shí)代的巨著。2、經(jīng)典力學(xué)的建立者牛頓（英國）（2）牛頓經(jīng)典力學(xué)體系的歷史地位牛頓（ 16421727） 牛頓力學(xué)體系對(duì)自然

7、界的力學(xué)現(xiàn)象做了系統(tǒng)合理的說明，從而完成了人類對(duì)自然界認(rèn)識(shí)史上的第一次理論大綜合。 標(biāo)志近代科學(xué)的形成。 具有驚人的預(yù)見性和巨大的理論指導(dǎo)意義A、準(zhǔn)確算出了地球的平均密度和扁平率；B、正確地解釋了潮汐的成因； 三百年前，人類的思想還充斥著迷信和恐懼，水為什么往低處流？太陽為什么升起落下？這些今天看來簡(jiǎn)單之極的問題，在當(dāng)時(shí)卻是根本無法認(rèn)識(shí)和把握的。直到牛頓出現(xiàn)，人類才終于結(jié)束了這種狀態(tài)。 大國崛起解說詞1781年天王星被發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家用牛頓力學(xué)計(jì)算它的軌道，可是計(jì)算結(jié)果總是同觀測(cè)紀(jì)錄不大相符。經(jīng)反復(fù)核算，觀測(cè)無誤。那問題是否出現(xiàn)在牛頓力學(xué)上面？法國的勒維列和英國的亞當(dāng)斯堅(jiān)信牛頓力學(xué)的正確，大膽猜想

8、計(jì)算結(jié)果之所以不理想，是因?yàn)樘栂抵羞€有一顆未知的行星，我們沒有考慮到它對(duì)天王星的引力作用。他們用牛頓力學(xué)算出了這顆未知行星的位置和質(zhì)量。1848年9月23日，柏林天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)在收到勒維列來信的當(dāng)晚，用望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)勒維列所指出的位置，一下子就看到了一顆新的行星海王星。勒維列無需觀測(cè)星空，就在筆尖上發(fā)現(xiàn)了新行星。牛頓力學(xué)又創(chuàng)造了新的奇跡。海王星和冥王星的發(fā)現(xiàn)質(zhì)疑與思考：經(jīng)典力學(xué)體系是最完美的物理學(xué)理論嗎？19世紀(jì)末，面對(duì)經(jīng)典物理學(xué)近乎完美的發(fā)展，有的物理學(xué)家表示：“19世紀(jì)已經(jīng)將物理大廈全部建成，今后物理學(xué)家只是修飾和完美這座大廈?！?經(jīng)典物理學(xué)是以日常生活中常見的低速運(yùn)動(dòng)的物體為研究對(duì)象的，一旦進(jìn)

9、入光速運(yùn)動(dòng)時(shí)，經(jīng)典物理學(xué)的某些結(jié)論就變得不準(zhǔn)確在這種背景下，相對(duì)論與量子論應(yīng)運(yùn)而生 普朗克，生于基爾。1879年普朗克在慕尼黑大學(xué)獲得博士學(xué)位后，先后在慕尼黑大學(xué)和基爾大學(xué)任教。由于量子論創(chuàng)立，普朗克獲得1918年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。他的父親是一位杰出的法律教授。普朗克是德國人所具有的最好品質(zhì)的范例：誠懇、忠于職守，他的業(yè)余愛好是音樂，在這方面表現(xiàn)了專業(yè)藝術(shù)才干；另一項(xiàng)業(yè)余愛好是他一直堅(jiān)持到晚年的登山運(yùn)動(dòng)。 三、量子力學(xué)的創(chuàng)立者二、量子理論；1、背景：（簡(jiǎn)單了解一下） 19世紀(jì)末20世紀(jì)初，電子和放射性的發(fā)現(xiàn)，促進(jìn)人們對(duì)物質(zhì)的認(rèn)識(shí)深入到了原子內(nèi)部。 但大量的實(shí)驗(yàn)表明，微觀粒子的運(yùn)動(dòng)不能用通常的宏觀

10、物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行描述。 這就需要人們對(duì)微觀世界開展研究。 二、量子理論；2、過程：3、標(biāo)志：4、發(fā)展：斯蒂芬普朗克。1900年關(guān)于正常光譜能量分布定律的理論。 （1）德國愛因斯坦：解釋光電效應(yīng)，得出光具有波粒二象性；（2）法國德布羅意：提出物質(zhì)波理論； （3）奧德物理學(xué)家：建立量子力學(xué)。影響：改變了近代物理學(xué)中的傳統(tǒng)觀念,使物理學(xué)乃至整個(gè)自然科學(xué)的觀念發(fā)生了重大變革。標(biāo)志著人類對(duì)客觀規(guī)律的認(rèn)識(shí)，開始從宏觀世界深入到微觀世界。 艾伯特愛因斯坦（18791955），1879年誕生在德國烏爾姆的猶太人家中。1894年舉家遷居米蘭。1900年畢業(yè)于瑞士蘇黎世工業(yè)大學(xué)。 愛因斯坦被認(rèn)為是最富于創(chuàng)造力的

11、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。四、愛因斯坦的相對(duì)論1955年4月18日，愛因斯坦因主動(dòng)脈瘤破裂逝世于普林斯頓。遵照他的遺囑，不發(fā)訃告，不舉行公開葬禮，不建墳?zāi)?，不立紀(jì)念碑。火化時(shí)按照他的書面遺囑：免除所有花卉布置以及所有音樂典禮。骨灰撒在永遠(yuǎn)對(duì)人保密的地方，為的是不使任何地方成為圣地。遺囑執(zhí)行者用歌德悼念席勒的詩結(jié)束了那樸素的葬禮：我們?nèi)极@益不淺，全世界都感謝他的教誨；那專屬他個(gè)人的東西，早已傳

12、遍廣大人群。他像行將隕滅的彗星， 光華四射，把無限的光芒同他的光芒永相連結(jié)。他的主治醫(yī)生賀維博士認(rèn)為如此偉大的大腦，應(yīng)該進(jìn)行研究，所以他便把愛因斯坦的大腦保留了下來，并切成200片帶走。但至今沒有結(jié)論。狹義相對(duì)論創(chuàng)立1905年愛因斯坦發(fā)表論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)，創(chuàng)立了狹義相對(duì)論內(nèi)容：時(shí)間和空間都與物質(zhì)運(yùn)動(dòng)有關(guān)時(shí)間和空間隨著物質(zhì)運(yùn)動(dòng)速度的變化而變化影響：打破了牛頓經(jīng)典力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀繼承和發(fā)展了牛頓力學(xué)奠定了利用原子能的理論基礎(chǔ) 如果一個(gè)人以光的速度運(yùn)動(dòng)，他將看到一幅什么樣的世界景象呢？ 質(zhì)量隨著速度的增加而增加，當(dāng)速度接近光速時(shí)，質(zhì)量趨于無窮大 ，時(shí)間停止為零。E=mc2 為了對(duì)這一深?yuàn)W的理論做通俗

13、的說明，愛因斯坦曾經(jīng)風(fēng)趣地對(duì)一名男青年說：“我打個(gè)比方，比如你屁股坐在火爐上烤和坐在公園柳蔭下與女士談情說愛，那么，同樣的時(shí)間你覺得哪一個(gè)更長(zhǎng)？”男青年說：“當(dāng)然坐在火爐上烤的時(shí)間覺得長(zhǎng)久?！睈垡蛩固拐f：“這就是我的相對(duì)論內(nèi)容?！边@個(gè)故事形象地說明了時(shí)間和空間的相對(duì)性狹義相對(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。 “天上方一日，人間已一年” 乘坐“光子火箭”的星際旅行 乘坐“光子火箭”以光速作星際旅行，回到地球時(shí)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)什么變化？(2)廣義相對(duì)論提出：1916年內(nèi)容：意義：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A.物

14、質(zhì)存在的現(xiàn)實(shí)空間不是平坦的，而是彎的。B.空間的結(jié)構(gòu)取決于物質(zhì)的質(zhì)量及其分布情況。C.空間彎曲的程度體現(xiàn)為引力場(chǎng)強(qiáng)度。愛因斯坦相對(duì)論的意義： 是對(duì)近代物理學(xué)理論框架的重大突破，它不僅揭示了空間、時(shí)間的可變性，時(shí)空的變化和時(shí)空結(jié)構(gòu)同物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)和狀態(tài)密不可分。 這種全新的時(shí)空觀、運(yùn)動(dòng)觀和物質(zhì)觀的形成，是人類思想發(fā)展史中的一次根本性變革，對(duì)整個(gè)自然科學(xué)和哲學(xué)都產(chǎn)生了極其深遠(yuǎn)的影響。 與量子理論共同構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基本理論框架。(2)廣義相對(duì)論提出：1916年內(nèi)容：意義：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A.物質(zhì)存在的現(xiàn)實(shí)空間不是平坦的，而是彎的。B.空間的結(jié)構(gòu)取決于物質(zhì)的質(zhì)量及其分布

15、情況。C.空間彎曲的程度體現(xiàn)為引力場(chǎng)強(qiáng)度。愛因斯坦相對(duì)論的意義：1.是對(duì)近代物理學(xué)理論框架的重大突破， 2.是人類思想發(fā)展史中的一次根本性變革，對(duì)整個(gè)自然科學(xué)和哲學(xué)都產(chǎn)生了極其深遠(yuǎn)的影響。3.與量子理論共同構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基本理論框架。相對(duì)論建立的意義1、相對(duì)論的建立是對(duì)近代物理學(xué)理論框架的重大突破；2、是人類思想發(fā)展史中的一次根本性變革。3、量子論和相對(duì)論是現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱1、愛因斯坦相對(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)?否定了經(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)開始從宏觀世界深入到微觀世界A. B. C. D.2、 現(xiàn)代自然科學(xué)和現(xiàn)代技術(shù)革命的基礎(chǔ)是A.牛頓力學(xué) B.相對(duì)論 C.量子假說 D.量子理論、相對(duì)論AD3、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4、海王星的發(fā)現(xiàn)是根據(jù)A.哥白尼日心說的推算 B.牛頓理論的推測(cè)C.法拉第演說計(jì)算 D.愛因斯坦對(duì)時(shí)間、空間屬性的揭示CB探究：近代