人民版必修371近代物理學(xué)的奠基人和革命者課件（40張）

專題七近代以來科學(xué)技術(shù)的輝煌古代科學(xué)技術(shù)近代科學(xué)技術(shù)研究對象研究方法兩者關(guān)系近代科學(xué)技術(shù)的產(chǎn)生分門別類整體考察科學(xué)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)理論直觀感受，哲學(xué)思辨兩相分離密切結(jié)合

1、時間：15世紀(jì)下半葉

2、古代和近代科學(xué)技術(shù)的區(qū)別猜一猜，指出下列現(xiàn)象體現(xiàn)了什么理論現(xiàn)象一：宇航員在月球上，將一個鐵球和一片鵝毛同時落下，結(jié)果哪個先到達(dá)地面？現(xiàn)象二：汽車加速時我們身體為什么向后仰;減速時向前傾現(xiàn)象三：長相相同的兩個孿生兄弟，哥哥一天乘坐光速的宇宙飛船去太空旅游，一年回到地球，發(fā)現(xiàn)哥哥明顯比弟弟年輕。

近代物理學(xué)的

奠基人和革命者學(xué)習(xí)目標(biāo)①概述經(jīng)典力學(xué)、相對論、量子論的主要內(nèi)容，簡述進(jìn)化論的主要觀點(diǎn)，認(rèn)識其在近代自然科學(xué)理論發(fā)展中的歷史地位。②通過本課的學(xué)習(xí)，概括科學(xué)與宗教在人類起源問題上產(chǎn)生分歧的表現(xiàn)和根源。③通過對本課的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識問題的科學(xué)態(tài)度；培養(yǎng)正確的自我意識，認(rèn)識到科技發(fā)展中沒有絕對權(quán)威。伽利略：通過觀察、實(shí)驗(yàn)和推理，得出結(jié)論：如果運(yùn)動物體不受阻礙，它將速度保持不變地持續(xù)運(yùn)動下去。突出成就：創(chuàng)立自由落體定律一、認(rèn)識史上的飛躍---經(jīng)典力學(xué)體系建立1、經(jīng)典力學(xué)的奠基者——伽利略亞里士多德：力學(xué)觀：必須有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動，沒有力的作用，物體就會靜止。慣性定律加速度定律作用和反作用定律物理運(yùn)動三大定律萬有引力定律經(jīng)典力學(xué)體系2、經(jīng)典力學(xué)的建立者——牛頓

牛頓力學(xué)體系及數(shù)學(xué)、天文學(xué)方面的研究成果記載在他的科學(xué)巨著《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中。牛頓的成就與前人研究成果的關(guān)系?

“巨人肩上的思索”

牛頓曾謙遜地說：“如果我比別人看得遠(yuǎn)些，那是因?yàn)槲艺驹诰奕藗兊募缟??！?/p>

近代科學(xué)在否定中發(fā)展，在繼承中發(fā)展，在綜合中發(fā)展。前人基礎(chǔ)（伽利略、笛卡爾、開普勒）；注重實(shí)驗(yàn)。牛頓成功的條件：關(guān)系：探究：

牛頓為什么這么“牛”材料一：曾經(jīng)有人問牛頓：“你獲得成功的秘訣是什么？”牛頓回答：“我有一點(diǎn)微波成就的話，沒有其他秘訣，惟有勤奮而已?！?/p>

材料二：牛頓的名言：我所做成了的事，都是由于我耐心的思考。

我并無特別過人的智慧，有的只是堅持不懈的思索精力而已。人一旦確立了自己的目標(biāo)，就不應(yīng)該再動搖為之奮斗的決心如果說我比別人看得遠(yuǎn)些，那是因?yàn)檎驹诰奕思缟系木壒?。材料三：牛頓出生的時代，正是歐洲的自然科學(xué)、社會科學(xué)向前躍進(jìn)的變革時代。歐洲的科學(xué)，曾經(jīng)有過輝煌的過去。進(jìn)入中世紀(jì)后，基督教會統(tǒng)治歐洲長達(dá)上千年，在這個漫長的歲月里，歐洲的科學(xué)被禁錮在神學(xué)思想中，成了宗教的附屬物。文藝復(fù)興后的200年中，真正的科學(xué)伴隨著資本主義的發(fā)展而登上新的歷史舞臺，并以磅礴的氣勢迅速發(fā)展。牛頓的時代是一個科學(xué)革命的大時代，而他也以巨大的成就給這個時代增添了絢爛的色彩?？陀^因素：西歐思想解放運(yùn)動提供思想基礎(chǔ)；英國資產(chǎn)階級革命的洗禮；

資本主義經(jīng)濟(jì)發(fā)展；

前人的研究成果為牛頓提供很好的條件;主觀因素：虛懷若谷的謙虛態(tài)度；

勤奮好學(xué)求知態(tài)度勇于探索精神；獻(xiàn)身科學(xué)的精神等；科學(xué)的研究方法…..作用1：牛頓力學(xué)體系完成了人類對自然界認(rèn)識史上的第一次理論大綜合。

牛頓伏爾泰科學(xué)藝術(shù)女神繆斯作用2：牛頓的科學(xué)成就促進(jìn)了啟蒙運(yùn)動的進(jìn)一步發(fā)展。藝術(shù)家筆下的牛頓在制定宇宙規(guī)律探究：根據(jù)材料結(jié)合所學(xué)知識分析牛頓經(jīng)典力學(xué)的作用？材料一材料二材料三：在瓦特研制蒸汽機(jī)之前的一個世紀(jì)里，正是歐洲歷史上一個科學(xué)鼎盛的時期。從17世紀(jì)中期開始，近代科學(xué)在一批巨人的推動下產(chǎn)生。在這批科學(xué)巨人當(dāng)中排在最中心位置的是一位婦孺皆知的人，他就是牛頓。許多歷史學(xué)家認(rèn)為，如果從近代科學(xué)的角度看，正是牛頓開啟了工業(yè)革命的大門。

——《大國崛起?工業(yè)先聲》

材料四：可以說，牛頓是將實(shí)驗(yàn)哲學(xué)和歸納法系統(tǒng)地用于科學(xué)研究的開創(chuàng)者。而且，牛頓對歸納法的態(tài)度是嚴(yán)肅的、實(shí)事求是的?！褂貌⒊珜?dǎo)的科學(xué)方法，武裝了一代代科學(xué)家，至今還在發(fā)揮作用?！墩樟劣钪娴闹腔壑馀ｎD》作用3：牛頓的科學(xué)成就為英國工業(yè)革命提供科學(xué)理論。作用4：牛頓“歸納—演繹”等科研方法對近代科學(xué)研究具有指導(dǎo)意義。探究：根據(jù)材料結(jié)合所學(xué)知識分析牛頓經(jīng)典力學(xué)的作用？經(jīng)典力學(xué)體系的歷史地位

理論的綜合：牛頓力學(xué)體系對自然界的力學(xué)現(xiàn)象做出了系統(tǒng)、合理的說明，從而完成了人類對自然界認(rèn)識史上的第一次理論大綜合。經(jīng)典力學(xué)體系的建立標(biāo)志著近代科學(xué)的形成。

實(shí)踐的驗(yàn)證：根據(jù)萬有引力定律，人們準(zhǔn)確地算出地球的平均密度和扁平率，正確地解釋了潮汐的成因。根據(jù)這一定律，人們還發(fā)現(xiàn)了海王星、冥王星。對地球認(rèn)識的變化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(jì)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？法國的勒維列和英國的亞當(dāng)斯堅信牛頓力學(xué)的正確，大膽猜想計算結(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，柏林天文臺臺長在收到勒維列來信的當(dāng)晚，用望遠(yuǎn)鏡對準(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)哈雷慧星軌道的推算

長期以來，人們一直認(rèn)為彗星是神秘的，不吉利的災(zāi)星，根本不能用科學(xué)來說明。牛頓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)。53年以后的1758年（當(dāng)時哈雷已去世），這顆彗星果然如期出現(xiàn)。哈雷慧星的發(fā)現(xiàn)驗(yàn)證了萬有引力定律的科學(xué)性。牛頓撿到了哪些“光滑的石子”和“美麗的貝殼”？

“我好像是一個在海邊玩耍的孩子，不時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?！?/p>

——牛頓臨終遺言？學(xué)習(xí)思考(萬有引力定律；微積分；運(yùn)動三大定律：慣性定律、加速度定律、作用和反作用定律。)

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?！?/p>

高速運(yùn)動的微觀粒子發(fā)生的現(xiàn)象，是經(jīng)典力學(xué)無法解釋的！二、驅(qū)走烏云的太陽--現(xiàn)代物理學(xué)理論的產(chǎn)生發(fā)展1、黑體輻射的研究---斯蒂芬發(fā)現(xiàn)黑體輻射的總量與其溫度之間的定量關(guān)系.標(biāo)志：

《關(guān)于正常光譜能量分布定律的理論》影響：標(biāo)志著人類對客觀規(guī)律的認(rèn)識，開始從宏觀世界深入到微觀世界。改變了近代物理學(xué)中的傳統(tǒng)觀念,使物理學(xué)乃至整個自然科學(xué)的觀念發(fā)生了重大變革。2、量子論的誕生與發(fā)展──普朗克發(fā)展：（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)誕生:量子概念,即物體在發(fā)射輻射和吸收輻射時,以一定數(shù)值的整數(shù)倍進(jìn)行能量交換.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。

關(guān)于相對論，有人說：這個形式簡潔優(yōu)美的理論蘊(yùn)藏了太多令人驚訝的內(nèi)容，100年來，人們時時從中悟出宇宙層出不窮的奧秘，直到今天，這里還有很多內(nèi)容沒有被我們悟透?！@個“優(yōu)美的理論”包含了哪些主要內(nèi)容呢？讓我們一起來領(lǐng)略相對論的奧妙。

優(yōu)美的理論—相對論2、相對論的建立--愛因斯坦狹義相對論廣義相對論相對論打破經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀進(jìn)一步深化對時間空間和引力現(xiàn)象的認(rèn)識1905年《論動體的電動力學(xué)》時間和空間都與物質(zhì)的運(yùn)動有關(guān)，隨著物質(zhì)運(yùn)動速度的變化而變化。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)為引力場強(qiáng)度。廣義相對論第一次闡述了四維時空和物質(zhì)的分布相聯(lián)系的重要思想。“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，我們會發(fā)現(xiàn)什么變化？孿生子宇航難題（1）（2）（3）（4）？愛因斯坦的“時空彎曲”概念鐘慢效應(yīng)尺縮效應(yīng)這個故事形象地說明了時間和空間的相對性。

為了對這一深奧的理論做通俗的說明，愛因斯坦曾經(jīng)風(fēng)趣地對一名男青年說：“我打個比方，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，同樣的時間你覺得哪一個更長？”男青年說：“當(dāng)然坐在火爐上烤的時間覺得長久?！睈垡蛩固拐f：“這就是我的相對論內(nèi)容?！睈垡蛩固龟P(guān)于相對論的比喻。相對論建立的意義

愛因斯坦相對論的建立，是對近代物理學(xué)理論框架的重大突破，它不僅揭示了空間、時間的可變性，時空的變化和時空結(jié)構(gòu)同物質(zhì)的運(yùn)動和狀態(tài)密不可分。這種全新的時空觀、運(yùn)動觀和物質(zhì)觀的形成，是人類思想發(fā)展史中的一次根本性變革，對整個自然科學(xué)和哲學(xué)都產(chǎn)生了極其深遠(yuǎn)的影響。項目區(qū)別關(guān)系（地位）牛頓力學(xué)體系與狹義相對論牛頓宏觀物體低速運(yùn)動的客觀規(guī)律狹義相對論打破絕對時間和絕對空間，牛頓力學(xué)是相對論的一種特例。但不是牛頓力學(xué)對全盤否定,而是繼承和發(fā)展。狹義宏觀物體高速運(yùn)動的客觀規(guī)律狹義與廣義相對論狹義適用于高速運(yùn)動中的勻速運(yùn)動體系廣義相對論第一次闡述四維時空和物質(zhì)分布相聯(lián)系的的重要思想。廣義適用于高速運(yùn)動中的加速運(yùn)動體系成功的秘訣：

A＝x＋y＋zA代表成功，x代表艱苦的勞動，y代表正確的方法，z代表少說廢話。成功的秘訣：經(jīng)典力學(xué)奠基者（17世紀(jì)初）經(jīng)典力學(xué)建立者（17世紀(jì)晚期）從經(jīng)典力學(xué)發(fā)展到量子論、相對論（19世紀(jì)末～20世紀(jì)初）伽利略（意）牛頓（英）普朗克（德）愛因斯坦（德）近代物理學(xué)的發(fā)展過程【合作探究】

多角度分析近代自然科學(xué)興起和發(fā)展的原因。（

（1）.資本主義生產(chǎn)力的發(fā)展需要科技知識，經(jīng)濟(jì)發(fā)展又為科技發(fā)展奠定物質(zhì)基礎(chǔ)（2）.歐洲先進(jìn)國家保護(hù)獎勵科技發(fā)明等政策，推動近代科學(xué)創(chuàng)立和發(fā)展（3）.文藝復(fù)興、宗教改革和資產(chǎn)階級啟蒙運(yùn)動的推動（4）.新航路的開辟，地圓說得以證實(shí)，人們對宗教的學(xué)說產(chǎn)生了懷疑（5）.科學(xué)家勇于探索和奉獻(xiàn)的精神（1）偉人：牛頓。（2分）意義：經(jīng)典力學(xué)體系完成了人類對自然界認(rèn)識史上第一次理論大綜合，促進(jìn)了理性思想與啟蒙運(yùn)動的發(fā)展。（2分）(2)主張：君主及其政府的權(quán)力源于人民；建立政府的目的在于保護(hù)人民的權(quán)利；君主及其政府威脅人民權(quán)利時，人民有權(quán)推翻它。（4分）影響：為英國資產(chǎn)階級革命提供理論支持，對其他國家反對封建專制斗爭產(chǎn)生廣泛影響。（2分）科學(xué)家主要成就意義伽利略自由落體定律為經(jīng)典力學(xué)奠定基礎(chǔ)注重科學(xué)研究方法牛頓《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》（物體運(yùn)動三大定律和萬有引力定律）標(biāo)志著牛頓力學(xué)體系的形成標(biāo)志著近代科學(xué)的形成愛因斯坦相對論（狹義、廣義）、光速不變原理P110和111頁為現(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)解釋光電效應(yīng)出現(xiàn)的現(xiàn)象和光的本質(zhì)進(jìn)一步推動了量子論的發(fā)展普朗克量子論P(yáng)110頁。（改變了??????使……重大變革）物理學(xué)重大進(jìn)展的主要成就及意義課堂小結(jié)中世紀(jì)科學(xué)是教會恭順的婢女然真理卻在沉睡中慢慢復(fù)蘇伽利略，近代科學(xué)之先驅(qū)他在歪歪的比薩斜塔用兩個小球的落地誕生了一個新的定律他告訴我們真理不是古代圣人蒙灰的書籍實(shí)驗(yàn)和觀察才是認(rèn)識自然的工具酷刑恐嚇，當(dāng)眾懺悔，終身監(jiān)禁，焚書迫害教會可以囚禁科學(xué)家的軀體，卻不能禁錮