物理學(xué)的重大進展課件

1、主要從三個領(lǐng)域介紹物理學(xué)領(lǐng)域的重大進展；生物學(xué)關(guān)于人類生命的起源三次科技革命的成果及對社會發(fā)展的影響。第四單元近代以來世界的科學(xué)發(fā)展歷程第11課物理學(xué)的重大發(fā)展牛頓：經(jīng)典力學(xué) 愛因斯坦：相對論的創(chuàng)立 普朗克：量子論的誕生與發(fā)展本課主要內(nèi)容閱讀思考1、經(jīng)典力學(xué)的產(chǎn)生與哪些因素有關(guān) ？2、伽利略為近代科學(xué)發(fā)展做出了哪些貢獻？如何評價？3、經(jīng)典力學(xué)體系是什么時候誕生的？包括哪些內(nèi)容？有何意義？ 一經(jīng)典力學(xué)1、產(chǎn)生背景：A.（社會前提：）B.（物質(zhì)條件：根本原因）C.（主觀因素）文藝復(fù)興運動的影響資本主義發(fā)展為其提供了物質(zhì)基礎(chǔ)科學(xué)家勇于探索的精神 伽利略 牛頓 意大利的物理學(xué)家和天文學(xué)家，經(jīng)典力學(xué)的奠

2、基者。自幼聰明好學(xué)，遇事好尋根問底。從不迷信教會權(quán)威或盲從他人。伽利略經(jīng)典力學(xué)的奠基者（15641642）伽利略折射式望遠鏡成就物理學(xué)發(fā)現(xiàn)自由落體定律。證實外力僅僅是改變運動狀態(tài)的原因。天文學(xué)自制望遠鏡，證明 “日心說”。出版關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話。意義伽利略開創(chuàng)了以實驗事實為根據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系的近代科學(xué)，為經(jīng)典力學(xué)創(chuàng)立和發(fā)展奠定基礎(chǔ)。(標(biāo)志物理學(xué)的真正開端）伽利略（15641642），偉大的意大利物理學(xué)家和天文學(xué)家，他開創(chuàng)了以實驗事實為根據(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)，被譽為“近代科學(xué)之父”。他第一個把望遠鏡對準(zhǔn)天空進行觀測，出版了星空使者一書。1632年，他

3、出版了關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話，把哥白尼的學(xué)說推到了最終勝利的階段。 亞里士多德（約前384前322）是古希臘著名的哲學(xué)家、科學(xué)家和教育家，成為古希臘最博學(xué)的人。亞里士多德的力學(xué)觀：他認為地球上的物體運動有天然運動和受迫運動，物體的受迫運動是推動者加于被推動者的，推動者一旦停止推動，運動就會停止。如：“推箱子”的例子。（即，外力是維持運動狀態(tài)的原因）伽利略通過實驗發(fā)現(xiàn)：物體下落時的距離與所用時間的平方成正比，而物體下落的速度與物體的質(zhì)量無關(guān)，這就是著名的自由落體定律。從而糾正了這個持續(xù)了1900年之久的錯誤結(jié)論。 亞里士多德認為：物體“落體的速度與重量成正比” 伽利略曾在意大利比薩

4、斜塔上作過自由落體的實驗。結(jié)果兩個重量相差10倍的球同時落地，從而證明了亞里士多德的觀點是錯誤的。伽利略受審（1）創(chuàng)立:2 經(jīng)典力學(xué)的內(nèi)容：經(jīng)典力學(xué)體系物體運動三大定律1.萬有引力定律2.慣性定律加速度的比例定律作用和反作用定律 1. 把天體運動和地球上的物體運動概況到同一理論中，標(biāo)志近代科學(xué)的形成，大大推動了物理學(xué)的發(fā)展，3 經(jīng)典力學(xué)的貢獻2 .具有高度科學(xué)性和預(yù)見性（海王星）1687,自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理牛頓（1642-1727），英國物理學(xué)家、天文學(xué)家和數(shù)學(xué)家，生于林肯郡 。反射望遠鏡“牛頓環(huán)”的光學(xué)現(xiàn)象 牛頓有哪些重要貢獻？光 學(xué)：牛頓色盤；“微粒說”。數(shù) 學(xué)：微積分學(xué)；二項式定理。天文

5、學(xué)：反射望遠鏡； 潮汐，地球形狀，歲差。物理學(xué)：運動定律；萬有引力定律。 “我不知道世人對我是怎樣看法，但是在我看來，我不過象一個在海濱玩耍的孩子，為時而發(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？” 我所以有這樣的成就，是因為我站在巨人的肩膀上的緣故。 牛頓臨終遺言思考：“光滑的石子和美麗的貝殼”指什么？牛頓遺言給了我們怎樣的感悟？牛頓經(jīng)典力學(xué)體系：牛頓力學(xué)三定律：慣性定律和加速度定律(伽利略研究為基礎(chǔ))作用力與反作用力定律(笛卡爾研究為基礎(chǔ))萬有引力定律：萬有引力定律(開普勒研究，自己創(chuàng)立的微積分做計算工具)1.特征 ：思考： 以牛頓的理

6、論為代表的經(jīng)典物理學(xué)理論是不是就絕對正確、無所不能的呢？ 經(jīng)典力學(xué)中應(yīng)注意的地方:1）注重實驗 2）數(shù)學(xué)化只適用于宏觀物體（宏觀世界）的運動;只適用于物體運動的低速狀態(tài)，是絕對的時空論2.適用范圍：閱讀思考：1 .相對論和量子論提出的背景是什么？2 .找出相對論的主要內(nèi)容：3 .思考相對論與經(jīng)典力學(xué)的關(guān)系？4 .歸納量子論誕生及發(fā)展的過程：5 .相對論和量子論有什么意義？1、相對論和量子論創(chuàng)立的歷史背景 19世紀(jì)末物理學(xué)有了重大突破 經(jīng)典力學(xué)無法解釋高速運動的微觀粒子發(fā)生的現(xiàn)象（19世紀(jì)末，物理學(xué)界連續(xù)發(fā)生了 三個重大事件，即X射線、放射性和電子的發(fā) 現(xiàn)。這三大發(fā)現(xiàn)使得原子不可分、不變化的傳統(tǒng)

7、觀念發(fā)生了動搖。物理學(xué)家門曾認為的似乎已經(jīng)基本上完成了的經(jīng)典物理學(xué)體系，從根本上出現(xiàn)了動搖，這就是所謂的“物理學(xué)危機”。） 狹義相對論認為，物體運動時，質(zhì)量會隨著物體運動速度增大而增加，同時，空間和時間也會隨著物體運動的變化而變化，即會發(fā)生尺縮效應(yīng)和鐘慢效應(yīng)。（1905年） 廣義相對論認為，空間和時間的性質(zhì)不僅取決于物質(zhì)的運動情況，也取決于物質(zhì)本身的分布狀態(tài)。（1916年）2 相對論的內(nèi)容 相對論打破了牛頓以來傳統(tǒng)的絕對時空觀，但并非全盤否定牛頓力學(xué)。牛頓力學(xué)反映的是宏觀物體低速運動的客觀規(guī)律，而狹義相對論反映的是物體高速運動的客觀規(guī)律，是對牛頓力學(xué)的繼承和發(fā)展。牛頓力學(xué)是相對論的一種特例（物

8、體低速運動狀態(tài)），包括在相對論體系中。 3、相對論與牛頓力學(xué)的關(guān)系 愛恩斯坦：(18791955)著名物理學(xué)家，猶太人，現(xiàn)代物理學(xué)的開創(chuàng)者和奠基人，相對論“質(zhì)能關(guān)系”的提出者，“決定論量子力學(xué)詮釋”的捍衛(wèi)者。狹義相對論發(fā)表103周年，也許全世界只有幾十個人能完全理解他的真諦，但這并不能掩蓋相對論對人類生活的巨大改變。 然而就是這樣一位光彩奪目的人物，愛因斯坦年幼時也未顯出智力超群，相反，到了四歲多還不會說話，家里人甚至擔(dān)心他是個低能兒。在整個中小學(xué)時代卻常常被斥為“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將“一事無成”，勒令他退了學(xué)。進入大學(xué)后，他擅自“刷

9、掉了”很多課程，只以“極大的興趣”去聽某些課和在家里自學(xué)。曾被數(shù)學(xué)教授稱為“懶狗”，曾因做實驗出事故受到處分，還曾被物理教授認為不適宜學(xué)物理而應(yīng)當(dāng)改行。他認為：“學(xué)校的目的始終應(yīng)當(dāng)是：青年人在離開學(xué)校時，是作為一個和諧的人，而不是作為一個專家?！?有高度社會責(zé)任感的人，通常是具有良心的智識者。讓我們輕輕地伸出我們的手，撫摸一下愛因斯坦的滾燙的良心：1939年8月2日，愛因斯坦出于對人類命運的極大關(guān)注，寫信給羅斯?？偨y(tǒng)建議美國務(wù)必搶在法西斯德國之前制造出原子彈；后來，當(dāng)原子彈真的從潘多拉魔盒里跳出來后，愛因斯坦陷入了巨大的后悔與痛苦之中，自認一生最大錯誤就是建議研制原子彈。他痛心地說，“早知如此

10、，我寧可當(dāng)個修表匠！”愛因斯坦就核武器問題的懊悔，代表了人類良知的高度，是人類良心發(fā)出的最強音。聽愛因斯坦的自責(zé)之聲，我們明白人類良知之寶貴 請記住愛因斯坦的話吧：“沒有能獨立思考和獨立判斷的有創(chuàng)造性的個人，社會的向上發(fā)展是不可想象的?！睈垡蛩固购妥縿e林 幽默笑話著名科學(xué)家愛因斯坦非常推崇卓別林的電影。一次，他在給卓別林的一封信中寫道：“你的電影摩登時代，世界上的每一個人都能看懂。你一定會成為一個偉人。愛因斯坦?！弊縿e林在回信中寫道：“我更加欽佩你。你的相對論世界上沒有人能弄懂，但是你已經(jīng)成為一個偉人。卓別林?！?1955年 4月18日因主動脈瘤破裂逝世于普林斯頓。遵照他的遺囑，不發(fā)訃告，不舉

11、行公開葬禮，不建墳?zāi)?，不立紀(jì)念碑?；鸹瘯r按照他的書面遺囑：免除所有花卉布置以及所有音樂典禮。骨灰撒在永遠對人保密的地方，為的是不使任何地方成為圣地。 他的主治醫(yī)生賀維博士認為如此偉大的大腦，應(yīng)該進行研究，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。 4、量子論的誕生、發(fā)展和量子力學(xué) 1900年，德國物理學(xué)家普朗克提出量子假說，宣告了量子論的誕生。（1）誕生 普朗克：德國物理學(xué)家，量子物理學(xué)的開創(chuàng)者和奠基人，1918年諾貝爾物理學(xué)獎的獲得者。其偉大成就是創(chuàng)立了量子理論，這是物理學(xué)史上的一次巨大變革。從此結(jié)束了經(jīng)典物理學(xué)一統(tǒng)天下的局面。（2）發(fā)展 愛因斯坦利用量子論成功

12、地解釋了光電效應(yīng)出現(xiàn)的現(xiàn)象及光的本質(zhì)，進一步推動了量子論的發(fā)展。 丹麥物理學(xué)家玻爾把量子論用于原子結(jié)構(gòu)的研究，創(chuàng)立了原子結(jié)構(gòu)的理論。 經(jīng)過這些科學(xué)家的共同努力，到1925年左右量子力學(xué)最終建立。量子力學(xué)是研究微觀世界粒子運動規(guī)律的科學(xué)。 量子力學(xué)：是研究微觀粒子的運動規(guī)律的物理學(xué)分支學(xué)科，它主要研究原子、分子、凝聚態(tài)物質(zhì)，以及原子核和基本粒子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的基礎(chǔ)理論，它與相對論一起構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的理論基礎(chǔ)。5、相對論和量子論的影響 （1）量子論與相對論一起構(gòu)成現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)，并彌補了經(jīng)典力學(xué)在認識宏觀世界和微觀世界方面的不足。（2）它們推動了物理學(xué)自身的進步，開闊了人們的視野，改變了人們認識

13、世界的角度和方式。（3）量子力學(xué)和狹義相對論結(jié)合形成原子核物理學(xué)指導(dǎo)制造原子彈，氫彈，建核電站；還為電子技術(shù)，半導(dǎo)體技術(shù)，激光技術(shù)等奠定了理論基礎(chǔ)； 物理學(xué)的發(fā)展給一方面為人類的發(fā)展作出了巨大貢獻，加快了人類文明的進程；另一方面眾多物理學(xué)家在探究問題時所展現(xiàn)出的敢于質(zhì)疑，勇于創(chuàng)新，實踐出真知的精神值得我們學(xué)習(xí)！課堂小結(jié)1.（2007年高考歷史廣東卷）20世紀(jì)初，物理學(xué)本身發(fā)生了一場革命性的變化。下列選項中推動這一變化的是（ ）A電的發(fā)明和利用 B量子論的提出和發(fā)展C經(jīng)典力學(xué)的發(fā)展 D原子能在軍事上的應(yīng)用B高考鏈接2.（ 2006年普高）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

14、論的推測C.法拉第學(xué)說的計算 D.愛因斯坦對時間、空間屬性的揭示B3、17世紀(jì)牛頓力學(xué)體系產(chǎn)生的根本原因是（ ）A.資本主義生產(chǎn)的迅速發(fā)展對力學(xué)提出了迫切要求B.伽利略、開普勒等人的研究已有相當(dāng)堅實的基礎(chǔ)C牛頓個人具有的偉大天才和所作出的巨大努力D同時代的眾多著名科學(xué)家的協(xié)同一致的通力合作A4、經(jīng)典力學(xué)的成熟的標(biāo)志是（ ） A慣性定律的發(fā)現(xiàn) B作用和反作用相等定律的發(fā)現(xiàn)C自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理一書的出版D萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)C5、19世紀(jì)末在物理學(xué)領(lǐng)域出現(xiàn)的的所謂“物理學(xué)危機”說明（ ）人們對自然的認識在不斷深入 經(jīng)典力學(xué)并不是什么“經(jīng)典”，并不科學(xué) 經(jīng)典力學(xué)的絕對時空論是不正確的 物理學(xué)將面臨一場

15、重大革命 A B C DC6、3在未來的某一時間，有一對20歲的孿生兄弟，弟弟乘宇宙飛船以29萬千米/秒的速度飛行，哥哥留在地球上。50年以后，當(dāng)哥哥已經(jīng)變成白發(fā)蒼蒼的老人時，他去迎接回到地球的弟弟，卻發(fā)現(xiàn)弟弟還是一個30多歲的年輕人！你認為應(yīng)該用什么理論來解釋這一現(xiàn)象 A相對論B量子理論 C萬有引力定律 D質(zhì)量不變定律A7、中新社臺北四月十九日電世界第一高樓臺北101大樓十九日晚七時許，呼應(yīng)“物理照亮世界”的活動，點亮燈光，凸現(xiàn)“E=mc2”，紀(jì)念偉大的科學(xué)家愛因斯坦發(fā)表相對一百周年。相對論提出的歷史意義有（ ） 是物理學(xué)思想的一次重大革命否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對時空論深刻地揭示了時間和空間的本質(zhì)屬性樹立了新的時空觀、運動觀、物質(zhì)觀A BC D 8、“牛頓的發(fā)現(xiàn)，給人類帶來從未有過的自信。曾經(jīng)匍匐在上帝腳下的人類，終于大膽地抬起頭來，開始用自已理性的眼光打量世界?！边@主要說明牛頓的發(fā)現(xiàn) A推動了天文學(xué)的發(fā)展 B促進了人類的思想解放C使人類徹底擺脫了神學(xué)的影響 D使人類開始關(guān)注現(xiàn)實世界BB學(xué)習(xí)延伸 20世紀(jì)初，愛因斯坦提