第四單元第11課物理學(xué)重大進展課件

科學(xué)勃興進展輝煌轉(zhuǎn)化生產(chǎn)科技革命文藝復(fù)興思想解放----經(jīng)典力學(xué)、相對論和量子論、進化論（11、12課）----三次科技革命（13課）科技歷程科學(xué)勃興進展輝煌轉(zhuǎn)化生產(chǎn)科技革命文藝復(fù)興思想解1

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)的重大進展

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2探究：他們分別是什么人？有什么貢獻？伽利略牛頓愛因斯坦普朗克探究：伽利略牛頓愛因斯坦普朗克3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”？“物體從來都是靜止的，除非你用力推它才開始運動”古希臘科學(xué)家物理學(xué)的曲折發(fā)展“落體的速度與重量成正比”？“物41.背景2.牛頓的經(jīng)典力學(xué)—經(jīng)典力學(xué)—量子論的誕生與發(fā)展—相對論的創(chuàng)立物理學(xué)的重大進展1.背景2.創(chuàng)立3.意義1.背景2.誕生3.發(fā)展4.意義1.背景2.牛頓的經(jīng)典力學(xué)—經(jīng)典力學(xué)—量子論的誕5

一、經(jīng)典力學(xué)1.產(chǎn)生背景：①文藝復(fù)興運動的影響；資本主義的發(fā)展；②伽利略的貢獻及作用——經(jīng)典力學(xué)重要奠基者2.牛頓經(jīng)典力學(xué)：①基礎(chǔ)：②創(chuàng)立：③意義：伽利略的研究成果1687,《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》物體運動三大定律和萬有引力定律對解釋和預(yù)見物理現(xiàn)象有決定意義一、經(jīng)典力學(xué)1.產(chǎn)生背景：①文藝復(fù)興運動的影響；資本主義的6二、相對論的創(chuàng)立經(jīng)典力學(xué)無法解釋一些新問題20世紀初，愛因斯坦

——狹義相對論，廣義相對論1.創(chuàng)立背景：2.創(chuàng)立：3.意義：①是物理學(xué)領(lǐng)域的一次重大革命；②否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀；③發(fā)展了牛頓力學(xué)；④推動物理學(xué)發(fā)展到一個新高度。二、相對論的創(chuàng)立經(jīng)典力學(xué)無法解釋一些新問題20世紀初，愛因斯7①19C末-20C初,人們對物質(zhì)的認識深入到原子內(nèi)部；②微觀的粒子運動不能用經(jīng)典力學(xué)來解釋。①愛因斯坦利用量子論成功解釋了光電效應(yīng)；②丹麥玻爾提出有關(guān)原子的量子理論。三、量子論的誕生與發(fā)展1.背景：2.誕生：3.發(fā)展：4.意義：①使人類對微觀世界的基本認識取得革命性進步；②與相對論一起,構(gòu)成現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)。1900,德國物理學(xué)家普朗克①19C末-20C初,人們對物質(zhì)的認識深入到原子內(nèi)部；②微觀8物理學(xué)發(fā)展的過程經(jīng)典力學(xué)奠基者（17世紀初）經(jīng)典力學(xué)建立者（17世紀晚期）從經(jīng)典力學(xué)發(fā)展到相對論、量子論（19世紀末～20世紀初）伽利略（意）牛頓

（英）愛因斯坦（德）普朗克（德）“近代科學(xué)之父”開創(chuàng)了以實驗事實為根據(jù)并具有嚴密邏輯體系的近代科學(xué)。標志著物理學(xué)的真正開端，為牛頓經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立奠定基礎(chǔ)。對自然規(guī)律第一次進行的理論性概括和總結(jié)，標志著近代科學(xué)的形成。實現(xiàn)了物理學(xué)上的第一次飛躍。海王星的發(fā)現(xiàn)是證明牛頓力學(xué)定律有效性的最成功范例。相對論：否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀，深刻揭示時間和空間的本質(zhì)屬性；發(fā)展了牛頓力學(xué)，將其概括在子相對論力學(xué)中，推動物理學(xué)發(fā)展到新高度。量子論：使人類對微觀世界的認識有了革命性的進步。兩者構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)。物理學(xué)發(fā)展的過程經(jīng)典力學(xué)奠基者經(jīng)典力學(xué)建立者從經(jīng)典力學(xué)發(fā)展到9思考：

物理學(xué)的發(fā)展給了我們什么樣的啟示？敢于質(zhì)疑，勇于創(chuàng)新，實踐出真知。思考：

物理學(xué)的發(fā)展給了我們什么樣的啟示？敢于質(zhì)疑，101、17世紀是人類在自然科學(xué)領(lǐng)域取得重大突破的時期，其原因不包括A、資本主義經(jīng)濟發(fā)展的要求B、科學(xué)家的艱苦努力C、理性主義的確立D、工業(yè)資本主義的推動D鞏固訓(xùn)練1、17世紀是人類在自然科學(xué)領(lǐng)域取得重大突破的時期，其原因不112、（2008年江蘇高考）一位科學(xué)家的墓碑上鐫刻這這樣的銘文：“他以神一般的力量，……第一個說明了行星的運動和圖像。”這位科學(xué)家應(yīng)該是A、伽利略B、牛頓C、愛因斯坦D、普朗克B2、（2008年江蘇高考）一位科學(xué)家的墓碑上鐫刻這這樣的銘文123、英國著名詩人蒲伯說：“自然界和自然規(guī)律隱藏在黑暗中，上帝說，讓牛頓出生吧！于是一切都是光明。”由此可以看出牛頓的主要貢獻是A、建立了經(jīng)典力學(xué)體系B、建立了微積分理論C、提出了萬有引力定律D、提出了進化論的觀點A3、英國著名詩人蒲伯說：“自然界和自然規(guī)律隱藏在黑暗中，上帝134、證明“天上一日，地上一年”的民間說法的是A、牛頓萬有引力定律B、愛因斯坦相對論C、量子論D、牛頓三大運動定律B4、證明“天上一日，地上一年”的民間說法的是B14再見！再見！15伽利略（1564—1642），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。伽利略（1564—1642），偉大的意大利物理學(xué)家和天文學(xué)家161610年，伽利略用望遠鏡發(fā)現(xiàn)有4顆衛(wèi)星圍繞著木星轉(zhuǎn)。這一發(fā)現(xiàn)震動了整個歐洲和全球科學(xué)界。伽利略是第一位利用望遠鏡觀察天體的人。目前人類發(fā)現(xiàn)的16顆木星衛(wèi)星中，有４顆叫“伽利略衛(wèi)星”。

木星和它的伽利略衛(wèi)星

1610年，伽利略用望遠鏡發(fā)現(xiàn)有4顆衛(wèi)星圍繞著木星轉(zhuǎn)。這一發(fā)17他又發(fā)現(xiàn)太陽上有黑子，月球上有山脈，為哥白尼的地球繞著太陽公轉(zhuǎn)的“日心說”找到了有力證據(jù)。宗教法庭把他軟禁在家，不準外出。８年多后，伽伽利略臨死前仍不屈服，堅定地說：“地球確實在圍著太陽轉(zhuǎn)！”他的努力沒有白費，越來越多的人開始探索星空和科學(xué)！他又發(fā)現(xiàn)太陽上有黑子，月球上有山脈，為哥白尼的地球繞18科學(xué)的真理不應(yīng)在古代圣人的蒙著灰塵的書上去找，而應(yīng)該在實驗中和以實驗為基礎(chǔ)的理論中去找。

——伽利略“近代科學(xué)之父”伽俐略科學(xué)的真理不應(yīng)在古代圣人的蒙著灰塵的書上去找，而應(yīng)該在19

1590年，伽俐略在斜塔的頂層做自由落體運動實驗，讓兩個重量相差10倍的鐵球，同時從塔頂落下，結(jié)果兩球同時著地，因而，雄辯地一舉推翻了束縛人們近2000年的希臘學(xué)者亞里士多德關(guān)于重量不同的物體，其下落的速度也不相同的“物體下落速度與重量成正比”的理論。伽俐略開創(chuàng)了實驗物理的新時代，為經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立奠定基礎(chǔ)。1590年，伽俐略在斜塔的頂層做自由落體運動實驗，讓兩個20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（1642—1727）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)21這就是牛頓在

劍橋的蘋果樹牛頓家里的蘋果樹這就是牛頓在

劍橋的蘋果樹牛頓家里的蘋果樹22牛頓有哪些重要貢獻？

其中最重要的是什么？數(shù)學(xué)：二項式定理，微積分光學(xué)：發(fā)現(xiàn)太陽光的光譜，微粒說天文學(xué)：發(fā)明反射式望遠鏡等力學(xué)：《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》

物體運動三大定律；萬有引力定律

——形成經(jīng)典力學(xué)體系牛頓有哪些重要貢獻？

其中最重要的是什么？數(shù)學(xué)：二項式定理，23

第一件，用牛頓力學(xué)算出地球的形狀像只桔子。古希臘的亞里士多德認為地球是個正球體，兩千年來人們對此深信不疑。牛頓卻根據(jù)他的力學(xué)，說地球是個扁球體，象只大桔子。此言一出，學(xué)界嘩然。地球那么大，牛頓又從不出遠門，他憑什么說地球有點扁？可是法國科學(xué)家經(jīng)過三次實地測量，終于證實了牛頓的看法。用力學(xué)能算出地球的形狀，真是個奇跡。歷史上證實牛頓力學(xué)的三件事第一件，用牛頓力學(xué)算出地球的形狀像只桔子。古希臘的亞里士24第二件，用牛頓力學(xué)算出了哈雷彗星回歸周期。長期以來到，人們一直認為彗星是神秘的，根本不能用科學(xué)來說明。牛頓說，既然彗星也是天體，就必然遵循力學(xué)規(guī)律。他的好友哈雷用牛頓力學(xué)算出了1682年出現(xiàn)的彗星的軌道，指出它的回歸周期是75—76年，由此預(yù)言它將在1758年再次出現(xiàn)。哈雷1705年發(fā)表這個預(yù)言，當時他已49歲，卻要預(yù)言53年以后的事，豈非聳人聽聞？可是1758年這顆彗星果然如期出現(xiàn)，并被命名為哈雷彗星。第二件，用牛頓力學(xué)算出了哈雷彗星回歸周期。25

1781年天王星被發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家用牛頓力學(xué)計算它的軌道，可是計算結(jié)果總是同觀測紀錄不大相符。經(jīng)反復(fù)核算，觀測無誤。那問題是否出現(xiàn)在牛頓力學(xué)上面？科學(xué)家大膽猜想計算結(jié)果之所以不理想，是因為太陽系中還有一顆未知的行星，我們沒有考慮到它對天王星的引力作用。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，柏林天文臺臺長用望遠鏡對準那個位置，一下子就看到了一顆新的行星—海王星。第三件：用牛頓力學(xué)算出了一顆未知行星的位置1781年天王星被發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家用牛頓力學(xué)計算它的軌道，可26

1727年3月20日，偉大的牛頓逝世，他被埋葬在威斯敏斯特教堂，在他的墓碑上鐫刻著：讓人們歡呼這樣一位多么偉大的人類榮耀曾經(jīng)在世界上存在！1727年3月20日，偉大的牛頓逝世，他被埋葬在威斯敏斯27

1879年生于德國，是舉世聞名的德裔美國科學(xué)家，現(xiàn)代物理學(xué)的開創(chuàng)者和奠基人。愛因斯坦1900年畢業(yè)于蘇黎士工業(yè)大學(xué)，后在大學(xué)任教，1914年任皇家物理研究所所長兼柏林大學(xué)教授。1921年獲諾貝爾物理學(xué)獎。

1933年受希特勒迫害離開德國移居美國,愛因斯坦在物理學(xué)的許多領(lǐng)域都有貢獻，比如建立狹義相對論并推廣為廣義相對論、提出光的量子概念，并以量子理論解釋光電效應(yīng)、輻射過程、固體比熱等。愛因斯坦（1879-1955）1879年生于德國，是舉世聞名的德裔美國科學(xué)家，現(xiàn)代物理28狹義相對論發(fā)表100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，這樣的改變還將繼續(xù)下去。狹義相對論發(fā)表100周年，291905年，愛因斯坦26歲，接連寫下4篇改變整個20世紀物理學(xué)面貌的論文：1.光的量子說（解釋光電效應(yīng)）2.布朗運動（證明分子的存在）3.狹義相對論（修正了牛頓力學(xué)）4.質(zhì)能互換律（E=mc2）1916年，愛因斯坦發(fā)表了廣義相對論基礎(chǔ)，最具創(chuàng)見也是最偉大的貢獻：5.廣義相對論（取代了牛頓的萬有引力理論）1905

神奇的一年1905年，愛因斯坦26歲，接連寫1905神奇的一年30愛因斯坦1905年提出的相對論，后來稱作狹義相對論，以光速永不改變、相對性原則來推論，得到“時間”會因速度快慢而改變的結(jié)論。相對論的例子：一卷錄音帶，如果在地面上播放需要一個小時；在快速飛行的宇宙飛船里播放，宇宙飛船里的人測定也是一個小時。但是由地面上的人員，來測定在宇宙飛船中播放的時間呢？根據(jù)牛頓的理論，因為時間是絕對的，所以也是一小時；但是愛因斯坦的理論則認為應(yīng)該是一個多小時，因為時間是相對的，在不同速度下測量時間，長度是不一樣的。什么是狹義相對論？愛因斯坦1905年提出的相對論，后來稱作狹義相對論，31什么是廣義相對論？廣義相對論是新的萬有引力概念廣義相對論的重要結(jié)論是，加速運動與引力場的運動是等價的，要區(qū)別是由慣性力或者引力所產(chǎn)生的運動是不可能的。對此，愛因斯坦作了一個比喻。假想有一個人乘摩天樓的電梯自由降落，人不會感到自己在下降，因為這時電梯和人都依照重力加速度定律在下降，彷佛在電梯里不存在地球引力。什么是廣義相對論？廣義相對論是新的萬有引力概念廣義相對32相對論和經(jīng)典力學(xué)有何關(guān)系？①相對論否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀；②相對論發(fā)展了牛頓力學(xué)，牛頓力學(xué)是相對論力學(xué)在低速狀態(tài)下的一個特例；③牛頓力學(xué)是整個力學(xué)的基礎(chǔ)，牛頓所創(chuàng)造的概念，至今仍指導(dǎo)著人們的物理學(xué)思想。相對論和經(jīng)典力學(xué)有何關(guān)系？①相對論否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀33很抱歉推翻了您的理論

愛因斯坦曾說道：“牛頓先生，很抱歉推翻了您的理論，不過您的成就是您那個時代一個人的智力和創(chuàng)造力所能達到的巔峰。但是，當我們對宇宙萬物有了更深入的了解以后，這些觀念將會被一些更抽象的新觀念所取代?！币苍S將來某一天，會有一位少不更事的科學(xué)家說道：“愛因斯坦先生，很抱歉推翻了您的理論，不過您的成就是您那個時代一個人的智力和創(chuàng)造力所能達到的巔峰……”很抱歉推翻了您的理論愛因斯坦曾說道：“牛頓先生，很34

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。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35愛因斯坦根據(jù)相對論的觀點提出質(zhì)能轉(zhuǎn)換理論后，曾致信美國總統(tǒng)羅斯福，建議美國研制原子彈，以便在二戰(zhàn)中盡快戰(zhàn)勝法西斯國家。1945年8月，美國先后在日本的廣島、長畸投下兩顆原子彈，加速了日本法西斯的投降，但對無辜平民的傷害也同樣令全世界震驚。愛因斯坦根據(jù)相對論的觀點提出質(zhì)能轉(zhuǎn)換理論后，曾致信美36當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，我寧可當個修表匠！”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。當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37關(guān)于愛因斯坦的小故事多得不勝枚舉，無論是真是假，人們對一位偉大物理學(xué)家的崇拜是不會改變的。信不信由你：愛因斯坦小故事●用手推車推孩子散步，竟會由于專心思考問題，而一不小心把孩子推到水溝里；●陪太太看電影時，卻在電影院里用手電筒看書；●

1952年，以色列共和國請愛因斯坦去擔(dān)任總統(tǒng)，因為愛因斯坦是猶太人心目中的精神領(lǐng)袖，然而他沒有接受，覺得自己的個性并不適合處理行政?！袼┑囊m子左右腳常不同顏色；關(guān)于愛因斯坦的小故事多得不勝枚舉，無論是真是假，人們對一38為紀念愛因斯坦對物理學(xué)的貢獻，聯(lián)合國教科文組織特選定相對論發(fā)表100周年暨愛因斯坦逝世50周年的05年為世界物理年，許多國家更將2005年定為愛因斯坦年。并透過展示物理在經(jīng)濟技術(shù)文化等方面的重要作用，爭取公眾對物理學(xué)的理解與支持，期使物理學(xué)能在21世紀得到全新的發(fā)展。尋找本世紀愛因斯坦，再創(chuàng)科學(xué)奇跡

為紀念愛因斯坦對物理學(xué)的貢獻，聯(lián)合國教科文組織特選定39紅色——代表過去

藍色——代表未來

黃綠——表連結(jié)過去到未來2005世界物理年對物理學(xué)家而言，這個標識象征的是光錐；對一般大眾而言常被看成是沙漏，象征著愛因斯坦在時間相對性上淵博的見解及洞察力。2005世界物理年對物理學(xué)家而言，這個標識象征的是光錐；40

1955年4月18日，愛因斯坦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，不舉行公開葬禮，不建墳?zāi)?，不立紀念碑?；鸹瘯r按照他的書面遺囑：免除所有花卉布置以及音樂典禮。骨