学高二历史人教版必修3同步课件4.11物理学的重大进展.ppt

下落的苹果升空的“神五”第11课  物理学的重大进展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        阅读课文，思考：图中人物分别是谁？他们对近代物理学的发展所作出的最重大贡献分别是什么？为经典力学奠定基础伽利略牛   顿创立经典力学体系爱因斯坦提出相对论，发展牛顿力学普朗克提出量子假说、量子论诞生一、经典力学 1.16世纪末17世纪初物理学发展的历史条件:      (1)新兴的资产阶级在经济上和政治上对自然科学的迫切需求      (2)自然科学自身发展的需要      (3)商品经济的发展      (4)文艺复兴、地理大发现和宗教改革的推动 （面向现实世界（面向现实世界, ,重视实践的风气推动近代科学发展）重视实践的风气推动近代科学发展）      (5) 科学家勇于探索的精神哥白尼提出日心说动摇了宗教神学的理论基础 1912年哥白尼迁到波兰的一个古代城堡——弗隆堡在城堡的西北角，有一座箭楼这座箭楼，就是举世闻名的天文学家哥白尼观察天文的天文台、天文学史上著名的“哥白尼塔”。

无论盛夏或严冬，他用自制的、粗劣的仪器，不分昼夜地观察天文，完成了对天体的观测，写成了不朽的巨著《天体运行论》哥白尼塔2.奠基——伽利略的贡献: 伽利略（1564—1642）,伟大的意大利物理学家和天文学家,他开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系和数学表述形式的近代科学,被誉为“近代科学之父”他第一个把望远镜对准天空进行观测,出版了《星空使者》一书1632年,他出版了《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》,把哥白尼的学说推到了最终胜利的阶段        意大利的物理学家和天文学家自幼聪明好学，遇事好寻根问底从不迷信教会权威或盲从他人 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伽利略对亚里士多德力学观的否定        亚里士多德的力学观：必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就会静止如：“推箱子”的例子        伽利略：如果运动物体不受阻碍，它将速度保持不变地持续运动下去        伽利略用什么办法推翻亚里士多德的学说？        有人记载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，证明了亚里士多德的观点是错误的通过观察和实验       这种科学探究方式还为伽利略带来了什么学术成就？它对人类产生了什么影响？       发现了自由落体等物理学定律在天文学领域里取得了一系列成就；                           （成就）       改变了人们认识世界的方法，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                           （意义）总结总结: :伽利略对伽利略对经典力学的贡献经典力学的贡献 1 1、通过实验证实、通过实验证实,____,____并不是维持并不是维持 _______ _______ 的原因的原因, ,只是改变只是改变__________________的的原因 2. 2.通过实验通过实验, ,发现了发现了____________ ____________ 等物理学定律等物理学定律, ,改变了古希腊哲学家改变了古希腊哲学家_________ _________ 以来有关运动的观念。

以来有关运动的观念 3 3、、开创了开创了以以 为根据并有为根据并有严密逻辑严密逻辑体系的体系的近代科学近代科学, ,为经典力学的为经典力学的创立和发展奠定了基础创立和发展奠定了基础外力外力运动状态运动状态运动状态运动状态自由落体定律自由落体定律亚里士多德亚里士多德实验事实实验事实        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,获得学士学位三年后又获得文学硕士学位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,这是一种极高的荣誉牛顿（ 1642—1727）3.创立——牛顿力学体系     1)标志: 1687年,牛顿出版了        2)主要内容：提出了物体运动_________和_______  定律     3)意义：         ①形成了一个以        为基础、以         为 表达形式的牛顿力学体系,即                 体系 标志着近代科学的形成。

         ②这一体系对解释和预见________,具有决定性意义根据_________定律,人们发现了______和______等《自然哲学的数学原理》三大定律万有引力实验数学经典力学物理现象万有引力天王星（ 1642—1727） 海王星惯性定律加速度的比例定律作用和反作用定律经典力学特征：   海王星和冥王星的发现海王星和冥王星的发现    1、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”    2、在热学方面也有研究成果,确定了冷却定律    3、在数学方面,他与莱布尼兹几乎同时创立了微积分学,同时,他还在前人研究基础上,建立了二项式定理    4、在天文学领域,他在1671年创制了反射望远镜,初步考察了行星的运动规律;他还解释了潮汐现象, 并预言地球不是正球体, 并由此说明了岁差现象 质疑与思考：经典力学体系是最完美的物理学理论吗？       19世纪末，面对经典物理学近乎完美的发展，有的物理学家表示：“19世纪已经将物理大厦全部建成，今后物理学家只是修饰和完美这座大厦。

        高速运动的微观粒子发生的现象，是经典力学无法解释的！ 适用范围：       只适用于宏观物体（宏观世界）的运动；只适用于物体运动的低速状态，是绝对的时空论二.相对论的创立    1.相对论提出的历史背景      (1)过去的物理学以牛顿理论为基础，认为时间和空间是绝对的，两者是没有任何直接联系的      (2)19世纪随着科学的飞速发展，科学家发现高速运动的微观粒子发生的现象，经典力学无法解释★狭义相对论认为：        物质运动时，质量会随着物体运动速度增大而增大，同时，时间和空间随着速度的变化而变化，即发生尺缩效应和钟慢效应                                    ★广义相对论认为：        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揭示了时间和空间的本质属性2、相对论的提出及主要内容：1)提出：                         2)内容：1905年，狭义相对论1916年，广义相对论爱因斯坦       狭义相对论：时间和空间都与物质的运动有关，随着物质运动速度的变化而变化。

爱因斯坦关于相对论的比喻    为了对这一深奥的理论做通俗的说明，爱因斯坦曾经风趣地对一名男青年说：“我打个比方，比如你屁股坐在火炉上烤和坐在公园柳荫下与女士谈情说爱，那么，同样的时间你觉得哪一个更长？”男青年说：“当然坐在火炉上烤的时间觉得长久爱因斯坦说：“这就是我的相对论内容 这个故事形象地说明了时间和空间的相对性        广义相对论认为，物质存在的现实空间不是平坦的，而是弯曲的，空间的结构取决于物质的质量及其分布情况，空间弯曲的程度体现为引力场强度广义相对论第一次阐述了四维时空和物质的分布相联系的重要思想3、相对论建立的意义       相对论的提出是物理学领域的一次重大革命!       它否定经典力学的绝对时空论，深刻地揭示了空间、时间的本质属性!       它发展了牛顿力学，推动物理学发展到一个新的高度!      相对论否定了经典力学的绝对时空观，但并非全盘否定牛顿力学牛顿力学反映的是宏观物体低速运动的客观规律，而相对论反映的是物体高速运动的客观规律，是对牛顿力学的继承和发展，将其概括在相对论力学之中4、相对论和经典力学的关系经典力学狭义相对论广义相对论       1955年 4月18日因主动脉瘤破裂逝世于普林斯顿。

遵照他的遗嘱，不发讣告，不举行公开葬礼，不建坟墓，不立纪念碑火化时按照他的书面遗嘱：免除所有花卉布置以及所有音乐典礼骨灰撒在永远对人保密的地方，为的是不使任何地方成为圣地遗嘱执行者用歌德悼念席勒的诗结束了那朴素的葬礼：                         我们全都获益不浅，                         全世界都感谢他的教诲；                         那专属他个人的东西，                         早已传遍广大人群                          他像行将陨灭的彗星，                          光华四射，                         把无限的光芒同他的光芒永相连结       他的主治医生贺维博士认为如此伟大的大脑，应该进行研究，所以他便把爱因斯坦的大脑保留了下来，并切成200片带走但至今没有结论广岛核爆大亚湾核电站嫦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        19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：               普朗克：“老师，我准备把我的一生都 献给物理理论学！” 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              普朗克（1858—1947）生于基尔由于量子论创立，普朗克获得1918年诺贝尔物理学奖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，他的业余爱好是音乐，在这方面表现了专业艺术才干；另一项业余爱好是他一直坚持到晚年的登山运动 三、量子论的诞生与发展   2.过程:   1.背景:       ①19世纪末20世纪初,电子和放射性的发现,人们对物质认识深入到原子内部       ②实验表明微观粒子的运动不能用经典力学的理论来说明       ① 1900年,德国普朗克提出量子假说,宣告量子论诞生        ②爱因斯坦解释光电效应;波尔提出了有关原子的量子理论       ③ 20世纪30年代,量子力学建立起来量子力学:研究微观世界粒子运动规律的科学)3.意义:     (1)20世纪最深刻、最有成就的科学理论之一     (2)和相对论一起构成了现代物理学的基础。

     (3)弥补了经典力学在认识宏观世界和微观世界方面的不足，标志着人类对客观规律的认识开始从宏观世界深入到了微观世界     (4)为现代自然科学和现代技术革命提供了重要的理论基础     (5)改变了人们认识世界的角度和方式       量子论和相对论是现代物理学的两大支柱,量子论的形成标志着人类对于客观规律的认识,开始从宏观世界深入到微观世界       量子力学和狭义相对论结合形成原子核物理学,指导制造原子弹、氢弹和建立核电站量子力学还为电子技术、半导体技术和激光技术等奠定了理论基础       今天,我们的现代文明,从电脑、电视、到核能、航天、生物技术,几乎没有哪个领域不依赖于量子论  请记住爱因斯坦的话吧请记住爱因斯坦的话吧: :““没没有能独立思考和独立判断的有创有能独立思考和独立判断的有创造性的个人造性的个人, ,社会的向上发展是不社会的向上发展是不可想象的可想象的”” 物理学的发展给了我们什么物理学的发展给了我们什么样的启示？样的启示？ •尊重事实尊重事实, ,不迷信权威不迷信权威! !•敢于质疑敢于质疑, ,勇于探索创新勇于探索创新! !•实践出真知实践出真知! !        (英国)皇家学会会长汤姆进致词说：“爱因斯坦的相对论是人类思想史上最伟大的成就之一，也就是最伟大的成就，它不是发现一个孤岛，而是发现了新的科学思想的新大陆。

……1921年，爱因斯坦获得了诺贝尔奖这奖来得十分不易当时有不少德国的诺贝尔奖获得者威胁说，如果给相对论授奖，他们就要退回已获的奖章，结果评选委员会找到了一个办法，让爱因斯坦作为光电效应理论的建立者而得奖，相对论始终没有获诺贝尔奖                                                        ——吴国盛《科学的历程》        人们对任何一种新生事物的认识都是一个极其艰难的过程，即使在以尊重真理为最高准则的科学界也不例外上述材料就说明了这一点。