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1、主要从三个领域介绍主要从三个领域介绍物理学物理学领域的重大进展；领域的重大进展；生物学生物学关于人类生命的起源关于人类生命的起源三次科技革命三次科技革命的成果及对社会发展的影响。的成果及对社会发展的影响。第四单元第四单元近代以来世界的科学发展历程近代以来世界的科学发展历程第第1111课课 物理学的重大进展物理学的重大进展课程标准课程标准: :了解经典力学的主要内容了解经典力学的主要内容, ,认识其在近代自然认识其在近代自然科学理论发展中的历史地位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。知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义。 欣赏：神七欣赏：神七升天升天、太空
2、、太空出舱出舱、着陆着陆精彩片断精彩片断预习检查预习检查: :本课所述物理学成就主要有哪些本课所述物理学成就主要有哪些? ?代表人物分别有谁代表人物分别有谁? ? 一经典力学1、产生背景：、产生背景：（1）文艺复兴运动的影响）文艺复兴运动的影响（2）伽利略的贡献及作用）伽利略的贡献及作用伽利略伽利略（1564164215641642），），伟大的意大利物理学家和天伟大的意大利物理学家和天文学家，他开创了以实验事文学家，他开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体实为根据并具有严密逻辑体系和数学表述形式的近代科系和数学表述形式的近代科学，被誉为学，被誉为“近代科学之父近代科学之父”。他第一个把望远镜
3、对准。他第一个把望远镜对准天空进行观测，出版了星天空进行观测，出版了星空使者一书。空使者一书。16321632年，他年，他出版了关于托勒密和哥白出版了关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话，尼两大世界体系的对话，把哥白尼的学说推到了最终把哥白尼的学说推到了最终胜利的阶段。胜利的阶段。 伽利略出生于比萨一个没伽利略出生于比萨一个没落贵族家庭。落贵族家庭。1717岁进比萨大学学医，但岁进比萨大学学医，但他对物理和数学很有兴趣。他做了大量他对物理和数学很有兴趣。他做了大量的实验和研究工作，的实验和研究工作，首次用自制的天文首次用自制的天文望远镜细心地观察了天体，宣告了和哥望远镜细心地观察了天体，宣告了
4、和哥白尼学说完全相符的结论白尼学说完全相符的结论。伽利略把他。伽利略把他在望远镜中所观察到的壮丽景象，到处在望远镜中所观察到的壮丽景象，到处宣传，并用观察到的事实和力学原理作宣传，并用观察到的事实和力学原理作了严密的论证，进一步维护和发展了哥了严密的论证，进一步维护和发展了哥白尼的体系。白尼的体系。 教会向伽利略发出多次警告，但是教会向伽利略发出多次警告，但是他无视这一警告，发表了关于托勒密和他无视这一警告，发表了关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话的巨著，从哥白尼两大世界体系的对话的巨著，从实践和理论的高度批驳了地球中心说。伽实践和理论的高度批驳了地球中心说。伽利略的利略的“异端异端”活动引
5、起了教会的恐慌，活动引起了教会的恐慌，罗马教皇向宗教裁判所带头提出控诉，于罗马教皇向宗教裁判所带头提出控诉，于是这位体弱抱病的科学家被送进了监牢，是这位体弱抱病的科学家被送进了监牢，遭到审讯，以至被终身软禁。软禁期间，遭到审讯，以至被终身软禁。软禁期间，他继续研究物理学，写出关于两门新科他继续研究物理学，写出关于两门新科学的谈话和数学证明。学的谈话和数学证明。伽利略受审伽利略受审 一经典力学1、产生背景：、产生背景：（1）文艺复兴运动的影响）文艺复兴运动的影响（2）伽利略的贡献及作用）伽利略的贡献及作用贡献贡献:认识到认识到观察和实验观察和实验实验证实外力实验证实外力原因原因发现自由落体定律等
6、发现自由落体定律等制作天文望远镜，观察天体，证明制作天文望远镜，观察天体，证明日心说的正确性日心说的正确性作用作用:开创开创,为为奠定基础奠定基础 一经典力学1、产生背景：、产生背景：2、牛顿经典力学：、牛顿经典力学：牛顿牛顿出生于英国的林出生于英国的林肯郡，肯郡，16651665年毕业于著年毕业于著名的剑桥大学三一学院，名的剑桥大学三一学院，获得学士学位。三年后获得学士学位。三年后又获得文学硕士学位。又获得文学硕士学位。牛顿曾经长期担任英国牛顿曾经长期担任英国皇家学会会长，他还担皇家学会会长，他还担任过英国议会议员，授任过英国议会议员，授予爵士称号。予爵士称号。17271727年，年，他病逝
7、，被安葬于威斯他病逝，被安葬于威斯敏斯特教堂，这是一种敏斯特教堂，这是一种极高的荣誉。极高的荣誉。牛顿牛顿（ 16421727 16421727） 一经典力学1、产生背景：、产生背景：（1）创立）创立:1687,自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理:物体运动三大定律和万有引力定律物体运动三大定律和万有引力定律2、牛顿经典力学：、牛顿经典力学：（2）意义）意义:对解释和预见物理现象，有决定意义对解释和预见物理现象，有决定意义 二相对论的创立1、创立背景：、创立背景：经典力学无法解释一些新问题经典力学无法解释一些新问题 过去的物理学都以牛顿的理论为基础，认过去的物理学都以牛顿的理论为基础，认为时间
8、和空间是绝对的，两者是没有任何直接联为时间和空间是绝对的，两者是没有任何直接联系的。似乎宇宙间存在着一个永远走动着的大钟，系的。似乎宇宙间存在着一个永远走动着的大钟，在任何情况下，它的速率永远都是相同的，世界在任何情况下，它的速率永远都是相同的，世界上的一切运动在时间上都以它为度量标准。上的一切运动在时间上都以它为度量标准。 经典物理学是以日常生活中经典物理学是以日常生活中常见的低速运常见的低速运动的物质动的物质为研究对象的，在这里，时间和空间被为研究对象的，在这里，时间和空间被认为是绝对的，是与物质运动无关的因素。因此，认为是绝对的，是与物质运动无关的因素。因此，一旦物理学研究的一旦物理学研
9、究的这种基础这种基础发生变化，如所研究发生变化，如所研究的物质是以光速或接近光速运动时，经典物理学的物质是以光速或接近光速运动时，经典物理学的某些结论就变得不准确。的某些结论就变得不准确。 二相对论的创立1、创立背景：、创立背景：经典力学无法解释一些新问题经典力学无法解释一些新问题2、创立：、创立：20C初，爱因斯坦初，爱因斯坦爱因斯坦爱因斯坦爱因斯坦爱因斯坦（1879195518791955），），18791879年年3 3月月1414日日诞生在德诞生在德诞生在德诞生在德国国国国乌尔姆的一个犹太人家中。乌尔姆的一个犹太人家中。18941894年举家迁居意大利米兰。年举家迁居意大利米兰。190
10、01900年毕业于瑞士苏黎世工业大学。年毕业于瑞士苏黎世工业大学。1901190119011901年入瑞士国籍年入瑞士国籍年入瑞士国籍年入瑞士国籍；19141914年任柏林大学教授，年任柏林大学教授，19331933年因受纳粹迫害而移居美国，年因受纳粹迫害而移居美国，1940194019401940年入美国国籍年入美国国籍年入美国国籍年入美国国籍，19551955年年4 4月月1818日逝世。日逝世。 爱因斯坦被认为是爱因斯坦被认为是最富于创造力的科学家最富于创造力的科学家，他不，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
11、律，并揭示了光的波粒二重性本质，为量子力应的基本定律，并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。为此荣获学的建立奠定了基础。为此荣获19211921年度的诺贝尔物理学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。大小的新方法。 然而就是这样一位光彩夺目的人物，然而就是这样一位光彩夺目的人物，爱因斯坦年幼爱因斯坦年幼时也未显出智力超群时也未显出智力超群，相反，到了四岁多还不会说话，相反，到了四岁多还不会说话，家里人甚至担心他是个低能儿。在整个中小学时代却常家里人甚至担心他是个低能儿。在整个中小学时
12、代却常常常被斥为被斥为“生性孤僻、智力迟钝生性孤僻、智力迟钝”，“心不在焉，想入心不在焉，想入非非非非”。中学毕业前夕，校方甚至断言他未来将中学毕业前夕，校方甚至断言他未来将“一事一事无成无成”，勒令他退了学。，勒令他退了学。16岁那年，他以同等学历报考岁那年，他以同等学历报考大学，尽管物理。数学成绩很好，但由于需要死记硬背大学，尽管物理。数学成绩很好，但由于需要死记硬背的科目考砸了锅，只得名落孙山。第二年进入大学后，的科目考砸了锅，只得名落孙山。第二年进入大学后，他擅自他擅自“刷掉了刷掉了”很多课程，只以很多课程，只以“极大的兴趣极大的兴趣”去听去听某些课和在家里自学。曾被数学教授称为某些课
13、和在家里自学。曾被数学教授称为“懒狗懒狗”，曾，曾因做实验出事故受到处分，还曾被物理教授认为不适宜因做实验出事故受到处分，还曾被物理教授认为不适宜学物理而应当改行。学物理而应当改行。 大学毕业时几位同窗好友都留校当了助教，大学毕业时几位同窗好友都留校当了助教，他却因得不到教授们的赏识而遭到了他却因得不到教授们的赏识而遭到了“毕业即失毕业即失业业”的命运。这种种亲身经历，使爱因斯坦对教的命运。这种种亲身经历，使爱因斯坦对教育的总体印象一直不佳。正因为如此，成名后的育的总体印象一直不佳。正因为如此，成名后的爱因斯坦通过自身的体验和长期的观察，形成了爱因斯坦通过自身的体验和长期的观察，形成了一种与众
14、不同的教育观点。一种与众不同的教育观点。 “ “知识是死的；而学校却要为活人服务。知识是死的；而学校却要为活人服务。”这是爱因斯坦对于学校教育的基本看法。他反这是爱因斯坦对于学校教育的基本看法。他反对把学校仅仅看做是传授知识的工具，更反对把对把学校仅仅看做是传授知识的工具，更反对把学生学生“当作死的工具来对待当作死的工具来对待”。他认为。他认为：“学校学校的目的始终应当是：青年人在离开学校时，是作的目的始终应当是：青年人在离开学校时，是作为一个和谐的人，而不是作为一个专家。为一个和谐的人，而不是作为一个专家。” 成功的秘诀 一个爱说废话而不爱用功的青年，整天一个爱说废话而不爱用功的青年，整天缠
15、着大科学家爱因斯坦，要他公开成功的缠着大科学家爱因斯坦，要他公开成功的秘诀。爱因斯坦厌烦了，便写了一秘诀。爱因斯坦厌烦了，便写了一个公式个公式给他：给他：Axyz爱因斯坦解释道：爱因斯坦解释道：“A代表成功，代表成功，x代表艰苦的劳动，代表艰苦的劳动，y代表正代表正确的方法确的方法”“z代表什么？代表什么？”青年迫青年迫不及待地问。不及待地问。“代表少说废话。代表少说废话。”爱因斯爱因斯坦说坦说爱因斯坦爱因斯坦（1879-19551879-1955）1905-19151905-1915年年提出了相对论，提出了相对论，发展了牛顿力学。发展了牛顿力学。 二相对论的创立1、创立背景：、创立背景：经典
16、力学无法解释一些新问题经典力学无法解释一些新问题狭义相对论，广义相对论狭义相对论，广义相对论（1）是）是重大革命重大革命（2）否定了）否定了2、创立：、创立：20C初，爱因斯坦初，爱因斯坦3、意义：、意义：（3）发展了）发展了（4）推动了）推动了相对论和经典力学有何关系？相对论和经典力学有何关系？1、相对论否定了经典力学的绝对时空观；、相对论否定了经典力学的绝对时空观；2、相对论发展了牛顿力学，牛顿力学是相、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；对论力学在低速状态下的一个特例；3、牛顿力学是整个力学的基础，牛顿所创、牛顿力学是整个力学的基础，牛顿所创造的概念，至今仍
17、指导着人们的物理学思造的概念，至今仍指导着人们的物理学思想。想。 三量子论的诞生与发展1、背景：、背景：（1）19C末末-20C初初,深入到原子内部深入到原子内部（2）微观的粒子运动不能用经典力学来解释）微观的粒子运动不能用经典力学来解释2、诞生、诞生: 1900,德国物理学家普朗克德国物理学家普朗克3、发展：、发展：（1）爱因斯坦利用量子论成功解释了光电效应）爱因斯坦利用量子论成功解释了光电效应（2）丹麦玻尔提出有关原子的量子理论）丹麦玻尔提出有关原子的量子理论 三量子论的诞生与发展1、背景：、背景：2、诞生、诞生: 1900,德国物理学家普朗克德国物理学家普朗克3、发展：、发展：（1）使人
18、类以微观世界的基本认识取得革命性进步）使人类以微观世界的基本认识取得革命性进步（2）与相对论一起）与相对论一起,构成现代物理学的基础构成现代物理学的基础4、意义：、意义：（3）相对论和量子论弥补了经典力学）相对论和量子论弥补了经典力学（4）不仅）不仅而且而且物理学发展的过程物理学发展的过程经典力学奠经典力学奠基者基者（17世纪初）世纪初）经典力学建经典力学建立者立者（17世纪晚世纪晚期）期）从经典力学发展到相对论、从经典力学发展到相对论、量子论量子论（19世纪末世纪末20世纪初）世纪初）伽利略（意）伽利略（意） 牛顿（英）牛顿（英）爱因斯坦（德）爱因斯坦（德）普朗克（德）普朗克（德）及时训练及
19、时训练 1、爱因斯坦相对论的提出是物理学领域的一场爱因斯坦相对论的提出是物理学领域的一场重大革命，主要是因为重大革命，主要是因为否定了经典力学的绝否定了经典力学的绝对时空观对时空观揭示了时间、空间并非绝对不变揭示了时间、空间并非绝对不变的本质属性的本质属性打破了经典力学体系的局限性打破了经典力学体系的局限性使人类对客观世界的认识开始从宏观世界深入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到微观世界A、B、C、D、3、海王星的发现是根据、海王星的发现是根据A、哥白尼日心说的推算 B、牛顿理论的推测C、法拉第演说计算 D、爱因斯坦对时间、空间属性的揭示2、现代物理学的基础是现代物理学的基础
20、是A、牛顿力学、牛顿力学B、相对论、相对论C、量子假说、量子假说D、量子理论、相对论、量子理论、相对论4、下列表述不正确的是、下列表述不正确的是A、牛顿创立的经典力学是经典物理学的基础B、经典物理学所适用的主要是日常生活中的物理现象C、相对论的提出证明经典的物理学是完全错误的D、量子理论使人类对微观世界的基本认识有了革命性的进步 5、经典力学与中世纪的自然观和方法论相比，最显著的特征是 注重实验 数学化 体现微观世界 经验法 A. B. C. D. A 6.下列物理学成就取得的先后顺序排列正确的是 落体定律 万有引力定律 狭义相对论 量子论 A. B. C. D. D 7.牛顿在科学上贡献是多方面的，最重要的是在力学方面，下面关于牛顿的表述不正确的是( ） A.除了在力学方面的重大贡献外，还是微积分的发明人之一 B.著有科学巨著自然哲学的数学原理 C.他推测出了海王星和冥王星的存在 D.他提出了三大定律和万有引力定律C思考总结思考总结物理学的发展给了我们什么样的启示？物理学的发展给了我们什么样的启示？敢于质疑，勇于创新，实践出真知敢于质疑，勇于创新，实践出真知
