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1、第11课 物理学的重大进展,目标导航,预习导引,1.课程标准 了解经典力学的主要内容,认识其在近代自然科学理论发展中的历史地位;知道相对论、量子论的主要内容,认识其意义。 2.学习要点 (1)经典力学的主要内容及其影响。 (2)相对论的创立和意义。 (3)量子论的诞生和意义。,目标导航,预习导引,一、经典力学 1.确立的条件 (1)文艺复兴运动解放了人们的思想,对科学研究产生了重要影响。 (2)伽利略通过实验,发现了自由落体定律等物理学定律,大大改变了古希腊哲学家亚里士多德以来有关运动的观念,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,为经典力学的创立和发展奠定了基础。 2.确立 16
2、87年,牛顿出版了自然哲学的数学原理,提出了物体运动三大定律和万有引力定律等,把地球上的物体的运动和天体的运动概括到同一个理论之中,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。,目标导航,预习导引,3.重大影响 (1)该体系对解释和预见物理现象,具有决定性意义。 (2)根据万有引力定律,人们发现了海王星等。,目标导航,预习导引,二、相对论 1.创立背景 19世纪,随着物理学研究的进展,经典力学无法解释研究中遇到的一些新问题,面临挑战。 2.创立 20世纪初,爱因斯坦提出了相对论。 3.主要理论 (1)狭义相对论:物体运动时,质量会随着物体运动速度增大而增加;同时,空间和时间也会随着
3、物体运动速度的变化而变化,即会发生尺缩效应和钟慢效应。 (2)广义相对论:空间和时间的性质不仅取决于物质的运动情况,也取决于物质本身的分布状态。,目标导航,预习导引,4.意义 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时空观,深刻地揭示了时间和空间的本质属性;它发展了牛顿力学,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。,目标导航,预习导引,三、量子论 1.诞生背景 微观的粒子运动不能用经典力学的理论来说明。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原子内部。 2.诞生与发展 (1)1900年,为解决热辐射理论上的疑点,德
4、国物理学家普朗克提出了量子假说,宣告了量子论的诞生。 (2)爱因斯坦利用量子理论成功地解释了光电效应,丹麦物理学家玻尔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。,目标导航,预习导引,3.重大意义 (1)量子论使人类对微观世界的基本认识取得了革命性的进步,成为20世纪最深刻、最有成就的科学理论之一。 (2)量子论与相对论弥补了经典力学在认识宏观世界和微观世界方面的不足,它们构成了现代物理学的基础。 (3)量子论和相对论的提出,不仅推动了物理学自身的进步,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。,问题1,问题2,(1)具备了较好的经济基础。当时英国资本主义
5、经济的迅速发展,为牛顿在科学方面的贡献创造了条件。 (2)具备了较好的知识条件。开普勒、伽利略等人的研究成果,特别是伽利略的实验观察法和培根所倡导的唯物主义的科学研究方法,为经典力学的创立提供了知识基础。 (3)英国资本主义制度确立后,资本主义生产的迅速发展对力学提出了迫切的要求。 (4)牛顿具有探索精神和不畏艰辛、勇于牺牲的思想品质。他在系统总结前人成果的基础上,进行了大量的实验。,问题1,问题2,【例题1】 有学者指出:现在美国遗产词典将“科学”定义为“对自然现象的观察、鉴定、描述、实验研究与理论分析”,从本质上来说,这就是伽利略的方法。对该学者这种说法的理解正确的是( ) A.我们今天科
6、学研究的具体方法仍然超越不了伽利略 B.伽利略的贡献在于开创了现代科学研究的基本方法 C.自从有了伽利略,人类才开始进行科学研究 D.伽利略已经给“科学”下了精确的定义 解析:伽利略开创了以实验和数学研究为基础的科学研究方法,对后世科学研究产生了重大影响,故选B项。 答案:B,问题1,问题2,(1)牛顿力学体系概括了物体机械运动的基本定律,这些定律有一个不容忽视的前提,即物体运动是在低速情况下,这些定律才适用。相对论力学出现后,牛顿力学并未失去光辉。当物体运动的速度远远低于光速时,相对论力学定律就趋近于牛顿的经典力学定律。 (2)20世纪初,爱因斯坦提出相对论,否定了牛顿的绝对时空观,指出了时
7、间和空间的辩证关系,即时间和空间不是绝对不变的,而是随着物质的运动而变化,物质质量随运动速度的变化而变化。他还提出质能转化原理,奠定了利用原子能的理论基础,加深了人们对物质和运动的认识,在哲学和科学上都具有重大意义。 (3)相对论发展了牛顿力学,牛顿力学是相对论力学在低速状态下的一个特例。牛顿力学是整个力学的基础,牛顿所创造的概念,至今仍指导着我们的物理学思想。,问题1,问题2,【例题2】 “根据这一理论,将时间和空间说成是绝对的是没有意义的,因为对这两种范畴的测量通常随着观察者的运动而改变。对于门外汉来说,这些观点通常用不能理解的数学公式解释表明科学已经达到了能被人类所知的界限。”上述“理论”的主要意义是( ) A.开创了以实验为基础的近代科学B.预见海王星存在的准确性 C.弥补经典力学对时空认识的不足D.发现能量辐射的运动原则 解析:根据材料“将时间和空间说成是绝对的是没有意义的,因为对这两种范畴的测量通常随着观察者的运动而改变”,可知反映的是爱因斯坦的相对论思想,它弥补了经典力学对时空认识的不足,故选C项。A项是伽利略的成就,B项是牛顿的贡献,D项指的是量子论,均排除。 答案:C,
