高三歷史物理學(xué)的重大進展

1、高三歷史課件物理學(xué)的重大進展第1頁，共24頁，2022年，5月20日，7點30分，星期四三、從經(jīng)典力學(xué)到相對論1、相對論提出的歷史背景2、相對論的提出及主要內(nèi)容3、相對論提出的歷史意義四、量子論的誕生與發(fā)展1、量子論的誕生（普朗克）2、量子論的發(fā)展和量子力學(xué)第2頁，共24頁，2022年，5月20日，7點30分，星期四地心說中世紀時，基督教會宣揚的宇宙觀是宇宙是一個封閉的大盒子或大帳篷，天是盒（篷）蓋，地是盒（篷）底，圣地耶路撒冷居盒（篷）底的中央，日月星辰懸掛在蓋上，此即所謂的“宇宙帳篷說”。后來，亞里士多德和托勒密所提出的希臘宇宙體系逐漸深入人心，托馬斯阿奎那將亞里士多德理論融入基督教神學(xué)之

2、后，地心理論即獲得了正統(tǒng)地位。地球居宇宙中心的思想被賦予了宗教意義，人類及其居住的地球被置于上帝的懷抱之中，沐浴著上帝的光輝，并被圣恩所籠罩。上帝位處宇宙的最外層，推動著宇宙的運行，注視著人類的一舉一動。第3頁，共24頁，2022年，5月20日，7點30分，星期四哥白尼提出太陽中心說從根本上動搖了宗教神學(xué)的理論基礎(chǔ) 第4頁，共24頁，2022年，5月20日，7點30分，星期四1912年哥白尼遷到波蘭的一個古代城堡弗隆堡。在城堡的西北角，有一座箭樓。這座箭樓，就是舉世聞名的天文學(xué)家哥白尼觀察天文的天文臺、天文學(xué)史上著名的“哥白尼塔”。無論盛夏或嚴冬，他用自制的、粗劣的儀器，不分晝夜地觀察天文，完

3、成了對天體的觀測，寫成了不朽的巨著天體運行論。 哥白尼塔第5頁，共24頁，2022年，5月20日，7點30分，星期四伽利略（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天空進行觀測，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話，把哥白尼的學(xué)說推到了最終勝利的階段。第6頁，共24頁，2022年，5月20日，7點30分，星期四 伽利略出生于比薩一個沒落貴族家庭。17歲進比薩大學(xué)學(xué)醫(yī)，但他對物理和數(shù)學(xué)很有興趣。他做了大量的實驗和研究工作，首次用自制的

4、天文望遠鏡細心地觀察了天體，宣告了和哥白尼學(xué)說完全相符的結(jié)論。伽利略把他在望遠鏡中所觀察到的壯麗景象，到處宣傳，并用觀察到的事實和力學(xué)原理作了嚴密的論證，進一步維護和發(fā)展了哥白尼的體系。教會向伽利略發(fā)出多次警告，但是他無視這一警告，發(fā)表了關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話的巨著，從實踐和理論的高度批駁了地球中心說。伽利略的“異端”活動引起了教會的恐慌，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。第7頁，共24頁，2022年，5月20日，7點30分，星期四 1609年，伽利略創(chuàng)

5、制了天文望遠鏡。他觀測到月球表面凹凸不平，并繪制了第一幅月面圖。伽利略的折射式望遠鏡伽利略的手稿第8頁，共24頁，2022年，5月20日，7點30分，星期四伽利略受審第9頁，共24頁，2022年，5月20日，7點30分，星期四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)長期擔(dān)任英國皇家學(xué)會會長，他還擔(dān)任過英國議會議員，授予爵士稱號。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。牛頓（ 16421727）第10頁，共24頁，2022年，5月20日，7點30分，星期四牛頓（1642-1727）著作：自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)

6、原理（1687）他提出了物體機械運動的三大定律和萬有引力定律，創(chuàng)建牛頓力學(xué)體系。第11頁，共24頁，2022年，5月20日，7點30分，星期四1、在光學(xué)方面，牛頓發(fā)現(xiàn)了日光是由不同的顏色即不同波長的光構(gòu)成的，奠定了光譜分析的基礎(chǔ)，制作了牛頓色盤。他在1704年出版了光學(xué)一書，創(chuàng)立了光的“微粒說”。2、在熱學(xué)方面也有研究成果，確定了冷卻定律3、在數(shù)學(xué)方面，他與萊布尼茲幾乎同時創(chuàng)立了微積分學(xué)，同時，他還在前人研究基礎(chǔ)上，建立了二項式定理。4、在天文學(xué)領(lǐng)域，他在1671年創(chuàng)制了反射望遠鏡，初步考察了行星的運動規(guī)律；他還解釋了潮汐現(xiàn)象，并預(yù)言地球不是正球體，并由此說明了歲差現(xiàn)象。第12頁，共24頁，2

7、022年，5月20日，7點30分，星期四 19世紀末，物理學(xué)界連續(xù)發(fā)生了三個重大事件，這就是X射線、放射性和電子的發(fā)現(xiàn)。這三大發(fā)現(xiàn)以實驗事實使得原子不可分、不變化的傳統(tǒng)觀念發(fā)生了動搖。物理學(xué)家們曾認為的似乎已經(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”。 過去的物理學(xué)都以牛頓的理論為基礎(chǔ)，認為時間和空間是絕對的，兩者是沒有任何直接聯(lián)系的。似乎宇宙間存在著一個永遠走動著的大鐘，在任何情況下，它的速率永遠都是相同的，世界上的一切運動在時間上都以它為度量標準。第13頁，共24頁，2022年，5月20日，7點30分，星期四經(jīng)典物理學(xué)是以日常生活中常見的低速運動的物質(zhì)為

8、研究對象的，在這里，時間和空間被認為是絕對的，是與物質(zhì)運動無關(guān)的因素。因此，一旦物理學(xué)研究的這種基礎(chǔ)發(fā)生變化，如所研究的物質(zhì)是以光速或接近光速運動時，經(jīng)典物理學(xué)的某些結(jié)論就變得不準確。相對論的兩個基本原理是相對性原理和光速不變原理。在相對性原理中，愛因斯坦認為時間、運動、質(zhì)量不是絕對的，而是相對的。較典型的現(xiàn)象是運動的物體長度變短（尺縮效應(yīng)）、運動的鐘比靜止的鐘走得慢（鐘慢效應(yīng)）、運動的物體重量變大。第14頁，共24頁，2022年，5月20日，7點30分，星期四相對論的提出可以廣泛地解釋不同運動的物質(zhì)，創(chuàng)立了一個全新的物理世界，極大地擴展了物理學(xué)應(yīng)用的領(lǐng)域，也使人們對自然規(guī)律的探索從普通世界深

9、入到廣闊的宏觀宇宙空間。由于相對論的觀點與人們的日常經(jīng)驗不太一致，甚至有著尖銳的沖突，相對論從一開始就受到包括一些科學(xué)家在內(nèi)的很多人的反對。1921年愛因斯坦獲得了諾貝爾獎，當(dāng)時不少德國的諾貝爾獎獲得者威脅說，如果給相對論授獎，他們就要退回已獲得的獎?wù)?，結(jié)果評選委員會只好讓愛因斯坦作為光電效應(yīng)理論的建立者得獎，相對論始終沒有獲得諾貝爾獎。但相對論在物理學(xué)上卻非常合理且為實驗所證實。第15頁，共24頁，2022年，5月20日，7點30分，星期四 艾伯特愛因斯坦（18791955），1879年3月14日誕生在德國烏爾姆的一個猶太人家中。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

10、學(xué)。 愛因斯坦被認為是最富于創(chuàng)造力的科學(xué)家，他不但創(chuàng)立了相對論，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。同時，他還證明了熱的分子運動論，提出了測定分子大小的新方法。第16頁，共24頁，2022年，5月20日，7點30分，星期四愛因斯坦（1879-1955）1905-1915年提出了相對論，發(fā)展了牛頓力學(xué)。第17頁，共24頁，2022年，5月20日，7點30分，星期四普朗克（18581947）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

11、朗克獲得1918年諾貝爾物理學(xué)獎。他的父親是一位杰出的法律教授。普朗 克家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；另一項業(yè)余愛好是他一直堅持到晚年的登 山運動。 第18頁，共24頁，2022年，5月20日，7點30分，星期四 量子論和相對論是現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱，量子論的形成標志著人類對于客觀規(guī)律的認識，開始從宏觀世界深入到微觀世界。 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、氫彈和建立核電站。量子力學(xué)還為電子技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和激光技術(shù)等奠定了理論基礎(chǔ)。第19頁，共24頁，2022年，5月20日，7點30分，星期四1、愛

12、因斯坦相對論的提出是物理學(xué)領(lǐng)域的一場重大革命，主要是因為否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀 揭示了時間、空間并非絕對不變的本質(zhì)屬性 打破了經(jīng)典力學(xué)體系的局限 性 使人類對客觀世界的認識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、相對論 C、量子假說 D、量子理論、相對論AD第20頁，共24頁，2022年，5月20日，7點30分，星期四3、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、相對論的提出證明經(jīng)典的物理學(xué)是完全錯誤的D、量子理論使人類對微觀世界的基本認識有了革命性的進步

13、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C、法拉第演說計算 D、愛因斯坦對時間、空間屬性的揭示CB第21頁，共24頁，2022年，5月20日，7點30分，星期四尼爾斯玻爾，物理學(xué)家，1885年10月日出生于丹麥哥本哈根的一個知識分子家庭。他的父親是丹麥皇家科學(xué)文學(xué)院的院士，是一位著名的生理學(xué)教授。玻爾自幼就受到家庭濃厚的科學(xué)、哲學(xué)、文學(xué)和藝術(shù)氣氛的熏陶。年，在納粹占領(lǐng)下的丹麥，玻爾面臨作為人質(zhì)被逮捕的危險，便不得不逃離丹麥，經(jīng)過瑞典轉(zhuǎn)去英國和美國，而且馬上參加了制造原子彈的工作。在原子彈尚未試驗之前，玻爾就看到原子武器可能給人類文明帶來的災(zāi)難。他指出，如果原子能掌握在世界上愛好和平的國家手中，這種能量就會保障世界的持久和平；如果它被濫用，就會導(dǎo)致文明的毀滅。第22頁，共24頁，2022年，5月20日，7點30分，星期四戰(zhàn)后，玻爾回到飽經(jīng)劫難的丹麥，他為恢復(fù)丹麥的科學(xué)研究努力工作，為全世界和平利用原子能進行呼吁，為促進各國科學(xué)之間的國際合作不斷作出努力。他是目前歐洲最大規(guī)模的國際合作組織歐洲原子核研究中心的發(fā)起人之一。第23頁，共24