物理学的重大发展.ppt

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1、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11课课 物理学的重大进展物理学的重大进展第四单元1、近代自然科学不断冲破宗教神学的束缚，推动思想解放和社会变革，自然科学与社会科学相互促进；2、科技进步推动了生产力的发展，生产力的发展又为科技进步提供物质支柱，同时对其提出更高要求。单元线索单元线索朝闻闻天下弗朗索瓦弗朗索瓦恩格勒恩格勒（特）（特）彼得彼得希格斯希格斯 怀疑怀疑（背景）（背景）16-1916-19世纪世纪近代物理学近代物理学探索探索（成就）（成就）进步进步（影响）（影响）19-2019-20世纪初世纪初现代物理学现代物理学第第1111课课 物理学的重大进展物理学的重大进展

2、经典力学体系经典力学体系自然科学自然科学思想认识思想认识社会发展社会发展相对论和量子论相对论和量子论对经典力学对经典力学体系的怀疑体系的怀疑自然科学自然科学思想认识思想认识经济发展经济发展对中世纪世对中世纪世界观的怀疑界观的怀疑 科学技术是第一生产力科学技术是第一生产力怀怀 疑疑 中世纪的神学世界观及中世纪的神学世界观及其对人们思想认识的束缚其对人们思想认识的束缚探究：探究：1 1、经典力学体系建立的历史背景是什么？经典力学体系建立的历史背景是什么？ （近代自然科学形成的背景（近代自然科学形成的背景/为什么会怀疑）为什么会怀疑）思想条件：思想条件：经济条件：经济条件：主观条件：主观条件：文艺复

3、兴的推动文艺复兴的推动资本主义的发展资本主义的发展科学家的探索科学家的探索一、近代物理学一、近代物理学经典力学经典力学探索探索 2、成就：经典力学体系的建立成就：经典力学体系的建立（1 1）奠基）奠基伽利略伽利略科学研究领域的科学研究领域的成就成就：自主探究：自主探究：经典力学体系的建立过程中哪两位科学家起到了经典力学体系的建立过程中哪两位科学家起到了关键的作用？关键的作用？他们在科学研究领域有哪些成就？他们在科学研究领域有哪些成就？ P54-55C C 开创近代科学的研究方法：开创近代科学的研究方法：观察实验和逻辑论证观察实验和逻辑论证。A A 物理学：物理学：力与运动状态的关系，自由落体定

4、律力与运动状态的关系，自由落体定律B B 天文学：天文学：自制望远镜，证实了自制望远镜，证实了“日心说日心说”一、近代物理学一、近代物理学经典力学经典力学（2）建立建立牛顿牛顿 B、建立起建立起以实验为基础以数学为表达形式以实验为基础以数学为表达形式（特点）（特点）的牛顿力学体系，即的牛顿力学体系，即经典力学体系经典力学体系。 A、1687年，出版年，出版自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理，提出提出运动三大定律和万有引力定律运动三大定律和万有引力定律。站在巨人站在巨人的肩膀上的肩膀上探索探索 2 2、成就：经典力学体系的建立、成就：经典力学体系的建立科学研究领域的科学研究领域的成就成就：物体

5、运动物体运动+ +天体运动天体运动一、近代物理学一、近代物理学经典力学经典力学（三）天文学学：A、1781年，发现发现 “天王星”B、1846年，发现发现“海王星”探索探索 2、成就：经典力学体系的建立成就：经典力学体系的建立C C、19301930年，年，发现发现“ “冥王星冥王星” ”，20062006年被排除于年被排除于“ “九大行星九大行星” ” 推动了生产力的进步和资本主义的发展推动了生产力的进步和资本主义的发展 标志着经典力学的形成和自然科学的形成，标志着经典力学的形成和自然科学的形成，推动了物推动了物理学自身的发展理学自身的发展, , 促进了近代自然科学的进步，为海王星、促进了近

6、代自然科学的进步，为海王星、冥王星等的发现奠定了理论基础。冥王星等的发现奠定了理论基础。 冲击了宗教神学，推动了启蒙运动的发展和思想解放。冲击了宗教神学，推动了启蒙运动的发展和思想解放。进步：进步：3 3、经典力学体系的影响、经典力学体系的影响3 3、经济发展：、经济发展：1 1、自然科学：、自然科学：2 2、思想认识：、思想认识：2 2、思想认识：、思想认识：一、近代物理学一、近代物理学经典力学经典力学怀怀 疑疑1919世纪，科学飞速发展经典力世纪，科学飞速发展经典力学体系的无法解释一些新问题学体系的无法解释一些新问题探究：探究：1 1、近代物理学发展到现代物理近代物理学发展到现代物理学的历

7、史背景学的历史背景？（？（经典力学遭遇挑战的原因）经典力学遭遇挑战的原因）自身局限：自身局限：思想条件：思想条件：主观条件：主观条件：宏观、低速、绝对时空观宏观、低速、绝对时空观生产力的进一步发展生产力的进一步发展（两次工业革命）（两次工业革命）科学家的探索精神科学家的探索精神（怀疑、求真）（怀疑、求真）启蒙运动的影响启蒙运动的影响（理性主义）（理性主义）经济条件：经济条件：自身需要：自身需要：研究领域的拓展研究领域的拓展 物理学危机物理学危机二、现代物理学二、现代物理学相对论和量子论相对论和量子论探索探索 2、成就之一：相对论成就之一：相对论狭义相对论：狭义相对论：打破了绝对打破了绝对时空观

8、，同时也适用于物时空观，同时也适用于物体高速运动状态体高速运动状态探究：探究：爱因斯坦的相对论对经典力学有哪些突破爱因斯坦的相对论对经典力学有哪些突破? ? 经典力学的局限：经典力学的局限：适用于低速运动状态适用于低速运动状态 绝对时空观绝对时空观广义相对论：广义相对论：进一步深化了对时间、空间和引力现象进一步深化了对时间、空间和引力现象 的认识。的认识。 A、1905年，爱因斯坦提出狭义相对论和光速恒定假设。（质量、空间、时间随着运动速度的变化而变化，即尺缩效应和钟慢效应） B、1916年，爱因斯坦提出广义相对论（时间和空间的结构和性质不仅取决于物体的运动状态，也取决于物质本身的分布状态，即

9、时空可以扭曲）二、现代物理学二、现代物理学相对论和量子论相对论和量子论经典力学经典力学狭义相对论狭义相对论广义相对论广义相对论影响：否定了经典影响：否定了经典力学的绝对时空观，力学的绝对时空观，弥补了经典力学在弥补了经典力学在宏观物体高速运动宏观物体高速运动研究的不足。研究的不足。3.相对论提出的历史意义相对论提出的历史意义（1）相对论的提出是物理学）相对论的提出是物理学领域的一次领域的一次重大革命重大革命，他否，他否定了经典力学的绝对时空论，定了经典力学的绝对时空论，从本质上修正了由狭隘经验从本质上修正了由狭隘经验建立起来的时空观，深刻揭建立起来的时空观，深刻揭示了时间和空间的本质属性。示了

10、时间和空间的本质属性。（2）发展了牛顿力学，将牛）发展了牛顿力学，将牛顿力学概括在相对论力学之顿力学概括在相对论力学之中，推动物理学发展到了新中，推动物理学发展到了新的高度。的高度。一、现代物理学一、现代物理学量子论量子论怀怀 疑疑探究：探究：1 1、量子论提出的历史背景是什么？量子论提出的历史背景是什么？理论条件：理论条件：电子和放射线的发现电子和放射线的发现人们的科学思想进一步提升人们的科学思想进一步提升思想条件：思想条件：经济条件：经济条件：社会经济迅速发展，社会生社会经济迅速发展，社会生产力的需求产力的需求探索探索 2、成就之二：量子论、成就之二：量子论二、现代物理学二、现代物理学相对

11、论和量子论相对论和量子论2.量子论的诞生、发展和量子力学量子论的诞生、发展和量子力学19001900年，德国物理学家年，德国物理学家普朗克普朗克提出提出量子假说量子假说爱因斯坦利用量子理论成功解释了光电效应；爱因斯坦利用量子理论成功解释了光电效应；玻尔提出了有关原子的量子理论；玻尔提出了有关原子的量子理论；2020世纪世纪3030年代，量子力学建立年代，量子力学建立（1 1） 诞生：诞生：（2 2） 发展：发展：进步：进步：3 3、现代物理学两大支柱建立的影响、现代物理学两大支柱建立的影响B B、思想认识：、思想认识：A A、自然科学：、自然科学： 相对论的提出是物理学思想的一项重大革命。相对

12、论的提出是物理学思想的一项重大革命。否定否定，深刻地揭示了，深刻地揭示了 。它也发展了。它也发展了 ， 推动推动 。P56P56第一段第一段量子论量子论使人类对使人类对微观世界微观世界的基本认识取的基本认识取得了革命性的进步，得了革命性的进步，与相对论一起构成现代物理学的基础，与相对论一起构成现代物理学的基础，弥补了弥补了 ，推动了，推动了 。P57P57第二段第二段二、现代物理学二、现代物理学相对论和量子论相对论和量子论经典力学经典力学、量子力学、量子力学相对论力学相对论力学经典力学的奠基经典力学的奠基1717世纪初世纪初经典力学的建立经典力学的建立1717世纪后期世纪后期相对论相对论202

13、0世纪初世纪初量子论量子论2020世纪初世纪初伽利略伽利略（意）（意）牛顿牛顿（英）（英）爱因斯坦（德）爱因斯坦（德）普朗克普朗克（德）（德）一一. . 经典力学经典力学1. 1.经典力学的奠基者经典力学的奠基者-伽利略伽利略2.2.经典力学的建立者经典力学的建立者-(1)(1)标志：标志：1687年出版年出版自然哲学的数学自然哲学的数学原理原理一书，提出了一书，提出了物体运动物体运动三大定律和万有引力定律等三大定律和万有引力定律等(2)(2)特点特点以实验为基础，以数学为表达形式以实验为基础，以数学为表达形式适用于宏观低速运动物体适用于宏观低速运动物体牛顿牛顿(3) (3) 意义意义: 对解

14、释和预见物理现象，有决定意对解释和预见物理现象，有决定意义。根据万有引力定律，人们发现了海王星。义。根据万有引力定律，人们发现了海王星。标志着近代科学的形成。标志着近代科学的形成。1 1、背景：、背景：二、相对论的创立二、相对论的创立2 2、2020世纪初，德国物理学家爱因斯坦提出相对论，世纪初，德国物理学家爱因斯坦提出相对论，包括狭义相对论和广义相对论包括狭义相对论和广义相对论3 3、内容：、内容：（1 1）狭义相对论：）狭义相对论：物体运动时，质量会随物体运动速物体运动时，质量会随物体运动速度增大而增加，同时，空间和时间也会随着物体运动度增大而增加，同时，空间和时间也会随着物体运动速度的变

15、化而变化，即会发生尺缩效应和钟慢效应。速度的变化而变化，即会发生尺缩效应和钟慢效应。（2 2）广义相对论：）广义相对论：空间和时间的性质不仅取决于物质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。的运动情况，也取决于物质本身的分布状态。三三. .量子论的诞生与发展量子论的诞生与发展1. 1.量子论诞生的背景：量子论诞生的背景：2 2、发展、发展爱因斯坦利用量子理论成功地解释了光电效应，丹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有关原子的量子理论。麦物理学家玻尔提出有关原子的量子理论。2020世纪世纪3030年代，量子力学建立起来。年代，量子力学建立

16、起来。 量子论使人类对微观世界的基本认识取得量子论使人类对微观世界的基本认识取得革命性的进步，成为革命性的进步，成为2020世纪最深刻、最有成就的科学世纪最深刻、最有成就的科学理论之一。它与相对论一起，构成了现代物理学的基理论之一。它与相对论一起，构成了现代物理学的基础。量子论和相对论弥补了经典力学在认识宏观世界础。量子论和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。它们的提出，不仅推动了物和微观世界方面的不足。它们的提出，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。们认识世界的角度和方式。进步：进

17、步：3 3、现代物理学两大支柱建立的影响、现代物理学两大支柱建立的影响B B、思想认识：、思想认识：A A、自然科学：、自然科学：相对论是物理学思想的一项重大革命。否定了相对论是物理学思想的一项重大革命。否定了，深，深刻地揭示了刻地揭示了 。它也发展了。它也发展了 ， 推动推动 。P56P56第一第一段段量子论量子论使人类对使人类对微观世界微观世界的基本认识取的基本认识取得了革命性的进步，得了革命性的进步，与相对论一起构成现代物理学的基础，与相对论一起构成现代物理学的基础，弥补了弥补了 ，推动了，推动了 。P57P57第二段第二段二、现代物理学二、现代物理学相对论和量子论相对论和量子论C C、社会发展：社会发展：探究：探究：1616世纪到世纪到2020世纪初不断推动物理学发展的世纪初不断推动物理学发展的因素有哪些？因素有哪些？提示：提示：经济经济 思想思想 科学探索精神科学探索精神 科学自身发展要求科学自身发展要求进步：进步：3 3、现代物理学两大支柱建立的影响、现代物理学两大支柱建立的影响