《2013人教版必修3第11课《物理学的重大进展》课件1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2013人教版必修3第11课《物理学的重大进展》课件1（56页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四单元 近代以来世界的科学发展历程科学勃兴 进展辉煌转化生产 科技革命文艺复兴 思想解放-经典力学、相对 论和量子论、进化论-三次科技革命科技历程一、经典力学一、经典力学（一）经典力学体系建立的背景（1）社会前提：文艺复兴运动的影响。（2）经济条件：资本主义的发展。 （3）主观条件：科学家勇于探索的精神。一、经典力学（二）经典力学的奠基者伽利略（一）经典力学体系建立的背景伽 利 略（15641642）意大利的物理学 家和天文学家自幼聪明好学， 遇事好寻根问底有观察、思考和 亲自实践的习惯从不迷信教会权 威或盲从他人1、伽利略的贡献物理学证实：外力不是维持运动状态的 原因，只是改变运动状态的原
2、因亚里士多德的力学观：他认 为必须有力作用在物体上，物 体才会运动，没有力的作用， 物体就会静止。（即外力是维 持运动状态的原因）如：“推箱子”的例子亚里士多德， 古希腊著名的哲学家、科学家和教育家，古希腊最博学的人。1、伽利略的贡献物理学证实：外力不是维持运动状态的 原因，只是改变运动状态的原因发现了自由落体定律亚里士多德认为：物体“落体的速度与重量成正比”据说伽利略 曾在意大利比萨 斜塔上作过自由 落体的实验。结 果两个重量相差 10倍的球同时落 地，从而证明了 亚里士多德的观 点是错误的。1、伽利略的贡献物理学证实：外力不是维持运动状态的 原因，只是改变运动状态的原因发现了自由落体定律天
3、文学用自制的望远镜发现了许多肉眼 看不见的星体证明了哥白尼“日心说”的正确性地心说中世纪时，基督教会宣扬的宇宙观是宇宙是一 个封闭的大盒子或大帐篷，天是盒（篷）盖，地是 盒（篷）底，圣地耶路撒冷居盒（篷）底的中央， 日月星辰悬挂在盖上，此即所谓的“宇宙帐篷说”。 后来，亚里士多德和托勒密所提出的希腊宇宙体系 逐渐深入人心，托马斯阿奎那将亚里士多德理论 融入基督教神学之后，地心理论即获得了正统地位 。地球居宇宙中心的思想被赋予了宗教意义，人类 及其居住的地球被置于上帝的怀抱之中，沐浴着上 帝的光辉，并被圣恩所笼罩。上帝位处宇宙的最外 层，推动着宇宙的运行，注视着人类的一举一动。提出日心说，否定亚
4、里士多 德的地心说，掀起天文学的革命 ，从根本上动摇了宗教神学的理 论基础。信奉“日心说” 的布鲁诺(1548- 1600)被教会以火刑 处死。哥白尼（1473-1543）1609年，伽利略创制了天文望远镜。他观测到 月球表面凹凸不平，并绘制了第一幅月面图。伽利略的折射式望远镜伽利略的手稿u由于宣传哥白尼学说，1616年，宗教裁判所责令 伽利略保持沉默。关于托勒密和哥白尼两大世 界体系的对话被认为违反禁令。 u伽利略被召到罗马，囚禁缺席审判苦刑恐吓 当众跪着忏悔终身监禁，他的书也被列为禁 书。 u1642年，在贫病交加中逝世，享年78岁。 u1983年，罗马教廷正式承认，350年前宗教裁判 所
5、的审判是错误的。“哥伦布发现了新大陆，伽利略发现了新宇宙”伽利略受审2 2、主要意义、主要意义（1）开创了以实验事实为根 据并具有严密逻辑体系的近代 科学。 （2）为后来经典力学的创立 和发展奠定了基础。伽利略被称为“近代科学之父”一、经典力学（二）经典力学的奠基者伽利略（一）经典力学体系建立的背景（三）经典力学的建立者 牛顿牛顿出生于英国的 林肯郡，1665年毕业于 著名的剑桥大学三一学 院，获得学士学位。 1669年，年仅26岁的牛 顿就担任了剑桥大学教 授。牛顿曾经长期担任 英国皇家学会会长，他 还担任过英国议会议员 ，授予爵士称号。1727 年，他病逝，被安葬于 威斯敏斯特教堂，这是
6、一种极高的荣誉。牛顿（ 16431727）1、牛顿的贡献1687年，出版了自然哲学的数学原 理一书，提出物体运动的三大定律和万 有引力定律。而三大定律和万有引力定律 标志着形成了一个以实验为基础，以数学 为表达形式的牛顿力学体系，即经典力学 体系。（1）力学方面：经典力学的特征经典力学的特征 ： 1.注重实验2.数学化（2）在光学方面，牛顿发现了日光是由不同的 颜色即不同波长的光构成的，奠定了光谱分析的基 础，制作了牛顿色盘。他在1704年出版了光学 一书，创立了光的“微粒说”。（3）在数学方面，他与莱布尼兹几乎同时创立 了微积分学。（4）在天文学领域，他在1671年创制了反射望 远镜。我不知
7、道世人对我是怎样看的，不过我只 觉得自己好像是一个在海滨玩耍的孩子，有幸 拾到光滑美丽的石子，但真理的大海，我还没 有发现。我所以有这样的成就，是因为我站在 巨人们的肩膀上的缘故。牛顿2、经典力学的影响（1）科学的验证：这一体系对解释和预 见物理现象，具有决定意义，后来根据 万有引力定律，人们发现了海王星、冥 王星。海王星和冥王星的发现2、经典力学的影响（1）科学的验证：这一体系对解释和预 见物理现象，具有决定意义，后来根据 万有引力定律，人们发现了海王星、冥 王星。 （2）经典力学体系的建立标志着近代科 学的形成。（3）为第一、二次工业革命的出现做了 理论准备。“牛顿的发现，给人类带来从 未
8、有过的自信。曾经匍匐在上帝 脚下的人类，终于大胆地抬起头 来，开始用自己理性的眼光打量 世界。” 大国崛起 牛顿力学体系是人类认识史上对自然规律的第 一次理论概括和综合，把神从无生命领域驱逐 出去，使科学摆脱神学的束缚，引起人类认识 史上的飞跃。二、相对论一、相对论的创立（一）相对论创立的背景19世纪“物理学危机”的出现，经 典力学无法解释研究中遇到的一 些新问题，面临着挑战。正当此时，物理学界连续发生了三个重大事件 ，这就是X射线、放射性和电子的发现。这三大发现 以实验事实使得原子不可分、不变化的传统观念发 生了动摇。物理学家们曾认为的似乎已经基本上完 成了的经典物理学体系，从根本上出现了动
9、摇，这 就是所谓的“物理学危机”。19世纪的理论物理学达到了巅峰状态。在人们 的心目中，经典物理学已经达到了近乎完美的程度 。物理学危机经典力学的适用范围1. 只适用于宏观物体（宏观世界） 的运动;2. 只适用于低速运动的物质，是绝 对的时空论。一、相对论的创立（一）相对论创立的背景（一）相对论的创立者 爱因斯坦艾伯特爱因斯坦（ 18791955）， 1879年3月14日诞 生在德国乌尔姆的 一个犹太人家中。 1894年举家迁居意 大利米兰。1900年 毕业于瑞士苏黎世 工业大学。爱因斯坦被认为是最富于创造力的 科学家，他不但创立了相对论，还提 出了光量子的概念，得出了光电效应 的基本定律，并
10、揭示了光的波粒二重 性本质，为量子力学的建立奠定了基 础。为此荣获1921年度的诺贝尔物理 学奖。同时，他还证明了热的分子运 动论，提出了测定分子大小的新方法 。狭义相对论广义相对论相对论打破经典力学的绝对时空观进一步深化对时间空间和 引力现象的认识相对论的内容经典力学狭义相对论广义相对论 影响：否定了经 典力学的绝对时 空观，弥补了经 典力学在宏观物 体高速运动研究 的不足。笑话u有一次卓别林和爱因斯坦共同出席一次宴 会都受到了热闹欢迎，卓别林说：大家欢 迎我是因为他们都能理解我，大家欢迎你 是因为他们都不理解你。 u说明了相对论深奥难懂，而且有悖于 人们的日常生活。 u狭义相对论发表100
11、周年，也许全世界只 有几十个人能完全理解他的真谛，但这并 不能掩盖相对论对人类生活的巨大改变。（1）相对论的提出是物理学领域的一次重大 革命。它否定了经典力学的绝对空间观，深 刻地揭示了时间和空间的本质属性。（2）相对论发展了牛顿力学，将其概括在相 对论力学之中，推动物理学发展到一个新的 高度。相对论创立的意义相对论创立的意义牛顿的光辉不可抹杀u爱因斯坦说，在牛顿时代，牛顿的道 路是一位具有最高思维能力和创造力 的人所能发现的唯一道路；牛顿所创 造的概念，至今仍然指导着我们的物 理学思想。 u谁企图在真理的认识的领域内要人们 认为他是不可动摇的权威，那他就要 在上帝的哈哈大笑中垮台。爱因斯坦的
12、相对论是对牛顿力学的 概括而不是否定，只否定了牛顿的绝 对时空观。牛顿力学是相对论力学在 低速状态下的一个特例，相对论发展 了牛顿力学。 三、量子论三、量子论的诞生与发展三、量子论的诞生与发展（1）19世纪末20世纪初，电子和放射线 的发现，打开了原子的大门，人们对物质 的认识深入到了原子内部。（2）大量的实验表明，微观的粒子运动不 能用经典力学的理论来说明。1.量子论诞生的背景：三、量子论的诞生与发展三、量子论的诞生与发展1.量子论诞生的背景：2.2.量子论的诞生量子论的诞生普朗克普朗克（18581947）生于德 国基尔。1879年普朗克在慕尼 黑大学获得博士学位后，先后 在慕尼黑大学和基尔
13、大学任教 。由于量子论创立，普朗克获 得1918年诺贝尔物理学奖。他 的父亲是一位杰出的法律教授 。普朗克家是德国人所具有的 最好品质的范例：诚恳，忠于 职守。对话u19世纪经典物理学达到巅峰状态，在人们 心目中，经典物理学已经达到近乎完美的 程度。这时，年轻的普朗克和他的老师发 生了一段对话： u普朗克：“老师，我准备把我的一生都献给 物理理论学！” u老师：“年轻人，物理学是一门已经完成了 的学科，不会再有多大的发展，把一生都 献给这门学科，太可惜了。”19001900年年普朗克普朗克提出提出量子假说量子假说， 他认为，辐射像物质一样，是由具他认为，辐射像物质一样，是由具 有能量的基本单位
14、量子来实现的。有能量的基本单位量子来实现的。 这一假说这一假说宣告了量子论的诞生宣告了量子论的诞生。量子论的诞生3.3.量子论的发展量子论的发展（1）爱因斯坦利用量子理论成功地解释了光电效 应，进一步推动了量子论的发展。（2）丹麦物理学家玻尔在此基础上提出了有关原 子的量子理论。（3）20世纪30年代量子力学建立起来。三、量子论的诞生与发展三、量子论的诞生与发展 1.量子论诞生的背景 2.2.量子论的诞生量子论的诞生普朗克4.4.量子论和相对论出现的意义：量子论和相对论出现的意义：（3）量子论和相对论的提出，不仅推动了物 理学的进步，而且开阔了人们的视野，改变 了人们认识世界的角度和方式。（1
15、）量子论使人类对客观世界的认识开始从 宏观世界深入到微观世界，成为20世纪最深 刻、最有成就的科学理论之一。（2）量子论和相对论构成了现代物理学的基 础，弥补了经典力学的不足。量子力学和狭义相 对论结合形成原子 核物理学，爱因斯 坦于20世纪初提出 质量能量公式 E=MC2，为核能的 开发提供了依据。有高度社会责任感的人 1939年8月2日，爱因斯坦写信给罗斯 福总统，建议美国务必抢在德国之前制造 出原子弹；后来，当原子弹真的从潘多拉 魔盒里跳出来后，爱因斯坦陷入了巨大的 后悔与痛苦之中，自认一生最大错误就是 建议研制原子弹。他痛心地说，“早知如 此，我宁可当个修表匠！”广岛核爆大亚湾核电站嫦
16、娥二号太阳能薄膜电池“要使科学造福人类，而 不成为祸害”爱因斯坦小结：物理学发展的过程经经典力学奠 基者 （17世纪纪初 ）经经典力学建立 者 （17世纪纪晚期 ）从经经典力学发发展到相对对 论论、量子论论 （19世纪纪末20世纪纪初 ）伽利略（意 ）牛顿顿（英）爱爱因斯坦（德） 普朗克（德）怀疑（背景 ）16-19世纪 近代物理学探索（成就 ）进步（影响 ）19-20世纪初 现代物理学第11课 物理学的重大进展经典力学体系自然科学思想认识社会发展相对论和量子论对经典力学 体系的怀疑自然科学思想认识经济发展对中世纪世 界观的怀疑 敢于质疑，勇于创新，实践出真知“没有能独立思考和独立判断的有创 造性的个人，社会的向上发展是不可想 象的。”爱因斯坦课堂练习：1、爱因斯坦相对论的提出是物理学领域的一场 重大革命，主要是因为 否定了经典力学的 绝对时空观 揭
