近代物理学的奠基人和革命者 (3)精选PPT.ppt

近代物理学的奠基人和革命者第1页，此课件共26页哦古代科学技术古代科学技术近代科学技术近代科学技术研究对象研究对象研究方法研究方法两者关系两者关系近代科学技术的产生近代科学技术的产生分门别类分门别类整体考察整体考察科学实验，科学理论科学实验，科学理论直观感受，哲学思辨直观感受，哲学思辨两相分离两相分离密切结合密切结合 1 1、时间：、时间：1515世纪下半叶世纪下半叶 2 2、原因：、原因：（1 1）经济上：西欧封建社会内部逐渐产生了）经济上：西欧封建社会内部逐渐产生了资本主义资本主义的生产的生产方式。方式。（2 2）思想上：）思想上：文艺复兴文艺复兴使人从长期的基督教神学的束缚使人从长期的基督教神学的束缚中解放出来。中解放出来。3 3、古代和近代科学技术的区别、古代和近代科学技术的区别第2页，此课件共26页哦【分析比较】【分析比较】中西近代科技发展原因比较中西近代科技发展原因比较第3页，此课件共26页哦【预习检测】1、伽利略创立了_，从而推翻了亚里士多德的学说。2、牛顿_ 发表，标志着经典力学体系的初步建立。3、量子理论诞生的时间和标志是4、_ 同_ 一起，构成了现代物理学的基本理论框架。自由落体定律自由落体定律 自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理19001900年关于正常光谱能量分布定律的理论年关于正常光谱能量分布定律的理论相对论相对论量子理论量子理论第4页，此课件共26页哦经经典典力力学学体体系系的的创创立和发展立和发展量量子子理理论论的的诞诞生生(从从普普朗朗克到爱因斯坦克到爱因斯坦)相相对对论论的的建建立立（爱爱因因斯斯坦）坦）现现代代物物理理学学理论的发展理论的发展近近代代物物理理学学的的奠奠基基人人和和革革命命者者伽利略是经典力学的奠伽利略是经典力学的奠基者基者(自由落体定律）自由落体定律）牛顿是经典力学的建立者牛顿是经典力学的建立者（运动三定律和万有引运动三定律和万有引力定律）力定律）第5页，此课件共26页哦 学习目标学习目标 1、了解经典力学的主要内容，认识其、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在近代自然科学理论发展中的历史地位。位。2、知道量子论、相对论的主要内容，、知道量子论、相对论的主要内容，认识其意义。认识其意义。第6页，此课件共26页哦伽利略：伽利略：通过观察、实验和推理，得出结论：通过观察、实验和推理，得出结论：如如果运动物体不受阻碍，它将速度保持果运动物体不受阻碍，它将速度保持不变地持续运动下去。不变地持续运动下去。突出成就：突出成就：创立自由落体定律创立自由落体定律一、经典力学体系的创立和发展一、经典力学体系的创立和发展1 1、经典力学的奠基者、经典力学的奠基者伽利略伽利略亚里士多德：亚里士多德：力学观：力学观：必须有力作用在物体上，物必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体体才能运动，没有力的作用，物体就会静止。就会静止。第7页，此课件共26页哦牛顿捡到了哪些牛顿捡到了哪些“光滑的石子光滑的石子”和和“美丽的贝壳美丽的贝壳”？“我好像是一个在海边玩耍的孩子，不时我好像是一个在海边玩耍的孩子，不时为拾到比通常更为拾到比通常更光滑的石子光滑的石子或或更美丽的贝壳更美丽的贝壳而而欢欣鼓舞，而展现在我面前的是完全未探明的欢欣鼓舞，而展现在我面前的是完全未探明的真理之海。真理之海。”牛顿临终遗言牛顿临终遗言问题设计一 (万有引力定律；微积分；运动三大定律：惯性定律、万有引力定律；微积分；运动三大定律：惯性定律、加速度定律、作用和反作用定律。加速度定律、作用和反作用定律。)第8页，此课件共26页哦惯性定律惯性定律加速度定律加速度定律作用和反作用定律作用和反作用定律物理运动物理运动三大定律三大定律万有引力万有引力定律定律经经典典力力学学体体系系2 2、经典力学的建立者经典力学的建立者牛顿牛顿 牛顿力学体系及数学、牛顿力学体系及数学、天文学方面的研究成果记载天文学方面的研究成果记载在他的科学巨著在他的科学巨著自然哲自然哲学的数学原理学的数学原理中。中。第9页，此课件共26页哦回答：巨人们包括哪些人？牛顿的成就与前人研究回答：巨人们包括哪些人？牛顿的成就与前人研究成果的关系成果的关系?“巨人肩上的思索巨人肩上的思索”牛顿曾谦逊地说：牛顿曾谦逊地说：“如果我比别如果我比别人看得远些，那是因为我站在巨人们人看得远些，那是因为我站在巨人们的肩上。的肩上。”关系：近代科学在否定中发展，在继承中发展，在综合关系：近代科学在否定中发展，在继承中发展，在综合中发展。中发展。前人基础（伽利略、笛卡尔、开普勒）前人基础（伽利略、笛卡尔、开普勒）注重实验注重实验。第10页，此课件共26页哦【问题设计二】经典力学体系的历史地【问题设计二】经典力学体系的历史地位（课标要求位（课标要求1 1）理论的综合理论的综合：牛顿力学体系对自然界的力学现象：牛顿力学体系对自然界的力学现象做出了系统、合理的说明，从而完成了人类对自然界认做出了系统、合理的说明，从而完成了人类对自然界认识史上的识史上的第一次第一次理论大综合理论大综合。影响影响：经典力学体系的建立经典力学体系的建立标志着标志着近代科学的形成。近代科学的形成。从此科学摆脱了神学的束缚向前发展。从此科学摆脱了神学的束缚向前发展。实践的验证实践的验证：根据万有引力定律，人们准确地算出地：根据万有引力定律，人们准确地算出地球的球的平均密度和扁平率平均密度和扁平率，正确地解释了，正确地解释了潮汐的成因潮汐的成因。根。根据这一定律，人们还发现了据这一定律，人们还发现了海王星海王星.第11页，此课件共26页哦基础基础：奥地利斯蒂芬对黑体的研究成果。：奥地利斯蒂芬对黑体的研究成果。标志标志：德国普朗克关于正常光谱能量分：德国普朗克关于正常光谱能量分 布定律的理论布定律的理论【问题设计三】量子论是怎样诞生和发展的【问题设计三】量子论是怎样诞生和发展的？为什么量子论的出现是？为什么量子论的出现是“驱走乌云的太阳驱走乌云的太阳”？影响：影响：标志着人类对客观规律的认识，开始从标志着人类对客观规律的认识，开始从宏观世界宏观世界深入到深入到微微观世界观世界。让人们根本上改变了近代物理学中的传统观念。让人们根本上改变了近代物理学中的传统观念,使物理学使物理学乃至整个自然科学的观念发生了重大变革。乃至整个自然科学的观念发生了重大变革。发展发展：（1 1）德国）德国爱因斯坦：解释光电爱因斯坦：解释光电 效应，得出光具有效应，得出光具有波粒二象性波粒二象性；（2 2）法国德布罗意：提出）法国德布罗意：提出物质波理论物质波理论；（3 3）奥、德物理学家：建立）奥、德物理学家：建立量子力学量子力学第12页，此课件共26页哦【当堂测验】“使人类克服了经典物理学的危机，对微观使人类克服了经典物理学的危机，对微观世界的基本认识有了革命性的进展世界的基本认识有了革命性的进展”指的指的是是 A A 牛顿力学体系的建立牛顿力学体系的建立 B B 相对论的提出相对论的提出 C C 自由落体定律的提出自由落体定律的提出 D D 量子理论的提出量子理论的提出D D第13页，此课件共26页哦 关于相对论，有人说：这个形式简洁优美关于相对论，有人说：这个形式简洁优美的理论蕴藏了太多令人惊讶的内容，的理论蕴藏了太多令人惊讶的内容，100100年年来，人们时时从中悟出宇宙层出不穷的奥秘，来，人们时时从中悟出宇宙层出不穷的奥秘，直到今天，这里还有很多内容没有被我们悟直到今天，这里还有很多内容没有被我们悟透。透。这个这个“优美的理论优美的理论”包包含了哪些主要内容呢？含了哪些主要内容呢？让我们一起来领略相对让我们一起来领略相对论的奥妙。论的奥妙。优美的理论优美的理论相对论相对论第14页，此课件共26页哦2 2、相对论的建立、相对论的建立-爱因斯坦爱因斯坦狭义相对论狭义相对论广义相对论广义相对论相相对对论论打破经典力学的绝对时空观打破经典力学的绝对时空观进一步深化对时间空间和引进一步深化对时间空间和引力现象的认识力现象的认识19051905年论动体的电动力学年论动体的电动力学时间和空间都与物质的运动有关，随着物质运动速度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。的变化而变化。物质存在的现实空间不是平坦的，而是弯曲的，空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，间的结构取决于物质的质量及其分布情况，空间弯空间弯曲曲的程度体现为引力场强度。的程度体现为引力场强度。广义相对论第一次阐述了广义相对论第一次阐述了四维时空和物质的分布相四维时空和物质的分布相联系联系的重要思想。的重要思想。第15页，此课件共26页哦这个故事形象地说明这个故事形象地说明了时间和空间的相对了时间和空间的相对性。性。为了对这一深奥的理论做通俗的说明，爱因斯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：坦曾经风趣地对一名男青年说：“我打个比方，比我打个比方，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谈情说爱，那么，同样的时间你觉得哪一个更长？”男青年说：男青年说：“当然坐在火炉上烤的时间觉当然坐在火炉上烤的时间觉得长久。得长久。”爱因斯坦说：爱因斯坦说：“这就是我的相对论这就是我的相对论内容。内容。”爱因斯坦关于相对论的比喻。爱因斯坦关于相对论的比喻。第16页，此课件共26页哦3 3、相对论建立的、相对论建立的意义意义 爱因斯坦相对论的建立，爱因斯坦相对论的建立，是对近代物理学理论框架是对近代物理学理论框架的重大突破的重大突破，它不仅揭示了空间、时间的可变性，而且，它不仅揭示了空间、时间的可变性，而且说明，无论是空间还是时间都不能单独发生变化，时空说明，无论是空间还是时间都不能单独发生变化，时空的变化和时空结构同物质的运动和状态密不可分。的变化和时空结构同物质的运动和状态密不可分。这种全新的时空观、运动观和物质观的形成，这种全新的时空观、运动观和物质观的形成，是人类思想发展史中的一次根本性变革是人类思想发展史中的一次根本性变革，对整个自，对整个自然科学和哲学都产生了极其深远的影响。然科学和哲学都产生了极其深远的影响。量子论和相对论构成现代物理学的基本理论框架。量子论和相对论构成现代物理学的基本理论框架。相相对论的发表标志着人类迈入对论的发表标志着人类迈入现代科学技术时代现代科学技术时代。第17页，此课件共26页哦 由于相对论的观点与人们的日常经验不太一致，由于相对论的观点与人们的日常经验不太一致，甚至有着尖锐的冲突，相对论从一开始就受到包括甚至有着尖锐的冲突，相对论从一开始就受到包括一些科学家在内的很多人的反对。一些科学家在内的很多人的反对。19211921年爱因斯坦年爱因斯坦获得了诺贝尔奖，当时不少德国的诺贝尔奖获得者获得了诺贝尔奖，当时不少德国的诺贝尔奖获得者威胁说，如果给相对论授奖，他们就要退回已获得威胁说，如果给相对论授奖，他们就要退回已获得的奖章，结果评选委员会只好让爱因斯坦作为光电的奖章，结果评选委员会只好让爱因斯坦作为光电效应理论的建立者得奖，效应理论的建立者得奖，相对论始终没有获得诺贝相对论始终没有获得诺贝尔奖。尔奖。但相对论在物理学上却非常合理且为实验但相对论在物理学上却非常合理且为实验所证实。所证实。想一想想一想:上述现象说明了什么问题上述现象说明了什么问题?给我们什么启发给我们什么启发?说明：说明：象许多事物一样，科学的发展道路也并非一帆风顺，象许多事物一样，科学的发展道路也并非一帆风顺，往往会遇到很多阻力。往往会遇到很多阻力。启示：启示：要敢于怀疑常识，勇于创新，因为即使生活中习以要敢于怀疑常识，勇于创新，因为即使生活中习以为常、看起来无懈可击的规律也可能是不科学的。为常、看起来无懈可击的规律也可能是不科学的。第18页，此课件共26页哦成功的秘诀：成功的秘诀：AxyzA A代表成功，代表成功，x x代表艰苦的代表艰苦的劳动，劳动，y y代表正确的方法，代表正确的方法，z z代表少说废话。代表少说废话。成功的秘诀：成功的秘诀：第19页，此课件共26页哦 相对论打破了牛顿以来传统的绝对时相对论打破了牛顿以来传统的绝对时空观，但并非全盘否定牛顿力学。空观，但并非全盘否定牛顿力学。牛顿力牛顿力学学反映的是反映的是宏观物体低速运动宏观物体低速运动的客观规的客观规律，而律，而狭义相对论狭义相对论反映的是反映的是物体高速运物体高速运动动的客观规律，的客观规律，是对牛顿力学的继承和是对牛顿力学的继承和发展发展。牛顿力学是相对论的一种特例。牛顿力学是相对论的一种特例（物体低速运动状态），包括在相对论（物体低速运动状态），包括在相对论体系中。体系中。【合作探究】：相对论与牛顿力学的关系【合作探究】：相对论与牛顿力学的关系第20页，此课件共26页哦3 3近代科学形成的标志是（近代科学形成的标志是（）A.A.卡尔创立解析几何卡尔创立解析几何 B.B.达尔文创立生物进化论学说达尔文创立生物进化论学说C.C.牛顿力学体系的建立牛顿力学体系的建立 D.D.道尔顿科学的原子论的建立道尔顿科学的原子论的建立 1 1中世纪，谁的学说长期被教会奉为教条（中世纪，谁的学说长期被教会奉为教条（）A.A.亚里斯多德亚里斯多德 B.B.牛顿牛顿 C.C.爱因斯坦爱因斯坦 D.D.伽利略伽利略2 2创立了自由落体定律，从而推翻了亚里斯多德的学说创立了自由落体定律，从而推翻了亚里斯多德的学说 的是（的是（）A.A.伽利略伽利略 B.B.牛顿牛顿 C.C.爱因斯坦爱因斯坦 D.D.普朗克普朗克AAC第21页，此课件共26页哦6 6海王星的海王星的发现发现是根据（是根据（）A.A.哥白尼日心哥白尼日心说说的推算的推算 B.B.牛牛顿顿理理论论的推的推测测 C.C.法拉第学法拉第学说说的的计计算算D.D.爱爱因斯坦因斯坦对时间对时间、空、空间间属性的揭示属性的揭示4 4实现实现了自然科学第一次理了自然科学第一次理论论性大性大综综合的是（合的是（）A A哈哈维维的血液循的血液循环环学学说说 B.B.法拉第的法拉第的电电磁感磁感应应理理论论 C C牛牛顿顿的的经经典力学体系典力学体系 D.D.爱爱因斯坦的相因斯坦的相对论对论5 5近代科学近代科学进进入了全面繁荣的入了全面繁荣的时时代，各代，各门门自然科学的理自然科学的理 论论体系体系纷纷纷纷建立起来是在（建立起来是在（）A.17A.17世世纪纪 B.18B.18世世纪纪 C.19 C.19世世纪纪 D.20D.20世世纪纪CBC第22页，此课件共26页哦9 9 与爱因斯坦创立的理论最早有直接联系的是（与爱因斯坦创立的理论最早有直接联系的是（）A.A.原子弹爆炸原子弹爆炸 B.B.人造卫星上天人造卫星上天 C.C.电电子子计计算机算机发发明明 D.D.收音机收音机发发明明8 8和相和相对论对论一起构成一起构成现现代物理学框架的是（代物理学框架的是（）A.A.牛牛顿顿力学理力学理论论 B.B.万有引力理万有引力理论论 C.量子理论量子理论 D.自由落体理论自由落体理论 7 7指出指出“物物质间质间所存在的万有引力，是由于物所存在的万有引力，是由于物质质的存在和分的存在和分 布使布使时间时间和空和空间间的性的性质质不均匀而引起的不均匀而引起的”是（是（）A.A.牛牛顿顿力学理力学理论论 B.B.万有引力理万有引力理论论C.C.广广义义相相对论对论 D.D.狭狭义义相相对论对论CCA第23页，此课件共26页哦伽利略伽利略（1564156416421642）意大利（经典力学的奠基者）意大利（经典力学的奠基者）牛顿牛顿（1642164217271727）英国英国 普朗克普朗克（1858185819471947）德国德国 爱因斯坦爱因斯坦（1879187919551955）物理学革命物理学革命20世纪物理学的两大支世纪物理学的两大支柱柱经典力学体系经典力学体系 近代自然科学的形成近代自然科学的形成从此科学摆脱了神学的束缚向前发展。从此科学摆脱了神学的束缚向前发展。标志：标志：16871687自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理相对论相对论量子论量子论（1900年）年）近代科学之父近代科学之父 实验科学实验科学第24页，此课件共26页哦科学家科学家主要成就主要成就意义意义伽利略伽利略自由落体定律自由落体定律为经典力学奠定基础为经典力学奠定基础注重科学研究方法注重科学研究方法牛顿牛顿自然哲学的数学原自然哲学的数学原理（物体运动三大理（物体运动三大定律和万有引力定律）定律和万有引力定律）标志着牛顿力学体系的形成标志着牛顿力学体系的形成标志着近代科标志着近代科学的形成学的形成爱因斯坦爱因斯坦相对论（狭义、广义）相对论（狭义、广义）、光速不变原理、光速不变原理P122和和123页页为现代自然为现代自然科学和现代科学和现代技术革命提技术革命提供了重要的供了重要的理论基础理论基础解释光电效应出现的解释光电效应出现的现象和光的本质现象和光的本质进一步推动了量子论的发展进一步推动了量子论的发展普朗克普朗克量子论量子论P122页。（改变了页。（改变了使使重大变革重大变革）物理学重大进展的主要成就及意义物理学重大进展的主要成就及意义第25页，此课件共26页哦 布置作业布置作业第26页，此课件共26页哦