教育专题:71近代物理学的奠基人和革命者课件(人民版必修3).ppt
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1、科科学学革革命命技技术术革革命命物理学物理学领域领域生物学生物学领域领域经典力学体系的创立和发展(从伽利略到牛顿)经典力学体系的创立和发展(从伽利略到牛顿)量量子子理理论论的的诞诞生生(从从普普朗朗克克到爱因斯坦)到爱因斯坦)相对论的建立(爱因斯坦)相对论的建立(爱因斯坦)进化论理论(达尔文与赫胥黎)进化论理论(达尔文与赫胥黎)万能原动机与万能原动机与“蒸汽机时代蒸汽机时代”(瓦特)(瓦特)电力的广泛应用与电力的广泛应用与“电气时代电气时代”(法拉第、西门子等)(法拉第、西门子等)现代信息技术与信息时代现代信息技术与信息时代现代物理现代物理学理论的学理论的发展发展项目项目传统科学传统科学近代科
2、学近代科学考察考察对象对象把自然界作为一个把自然界作为一个整体整体把自然界划分为不同的领域和侧把自然界划分为不同的领域和侧面,面,分门别类分门别类加以研究,逐步形成以加以研究,逐步形成以某一类自然现象为研究对象的自然科某一类自然现象为研究对象的自然科学的各门学科。学的各门学科。研究研究手段手段依靠依靠直观感受直观感受和和哲学思辨哲学思辨对自然界对自然界提出种种猜测提出种种猜测依靠依靠科学实验科学实验来检验和发展科学来检验和发展科学理论,应用理论,应用数学数学方法使科学知识日方法使科学知识日益精确化。益精确化。科学科学与技与技术的术的关系关系科学科学依赖依赖学者学者的潜心研究。的潜心研究。技术技
3、术依赖依赖工匠工匠对各种实用技艺的对各种实用技艺的继承和发展。继承和发展。科学科学与技术相分离。与技术相分离。科学与技术科学与技术从一开始就相互从一开始就相互联系联系,并逐步走向密切,并逐步走向密切结合结合,技术,技术在科学的指导和推动下取得了长足在科学的指导和推动下取得了长足进步。进步。第一节第一节 近现代物理学的奠基人和革命者近现代物理学的奠基人和革命者【考试说明考试说明】A、近代科学技术、近代科学技术(1)经典力学)经典力学 (2)进化论)进化论B、现代科学技术、现代科学技术(1)相对论和量子论)相对论和量子论近现代物理学的奠基人和革命者近现代物理学的奠基人和革命者二、经典力学体系的创立
4、和发展二、经典力学体系的创立和发展二、经典力学体系的创立和发展二、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(意大利、伽利略(意大利、1717世纪)世纪)一、近现代物理学的发展过程一、近现代物理学的发展过程一、近现代物理学的发展过程一、近现代物理学的发展过程经典力学奠基者经典力学奠基者(1717世纪初)世纪初)经典力学建立者经典力学建立者(1717世纪晚期)世纪晚期)从经典力学发展到相对论、量子从经典力学发展到相对论、量子论论(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)2 2
5、、经典力学的建立者、经典力学的建立者牛顿(英国、牛顿(英国、1717世纪末)世纪末)三、现代物理学理论的发展三、现代物理学理论的发展三、现代物理学理论的发展三、现代物理学理论的发展1 1、量子理论的诞生和发展、量子理论的诞生和发展普郎克(德国、普郎克(德国、19001900年)年)2 2、相对论的建立、相对论的建立爱因斯坦(德国、爱因斯坦(德国、2020世纪初)世纪初)背景:背景:受文艺复兴、宗教改革影响,科学逐渐从神学的桎梏中解放出来;受文艺复兴、宗教改革影响,科学逐渐从神学的桎梏中解放出来;资本主义发展提供了物质基础;科学家勇于探索的精神。资本主义发展提供了物质基础;科学家勇于探索的精神。
6、1 1、经典力学的奠基者、经典力学的奠基者伽利略(意大利)伽利略(意大利)(1 1 1 1)伽利略的成果)伽利略的成果)伽利略的成果)伽利略的成果A A、物理方面:、物理方面:B B、天文学方面:、天文学方面:(2 2 2 2)伽利略的贡献)伽利略的贡献)伽利略的贡献)伽利略的贡献突出成果突出成果创立自由落体定律创立自由落体定律制造天文望远镜、证明哥白尼制造天文望远镜、证明哥白尼“日心说日心说”的正确的正确性性A A、他的发现和他开始的、他的发现和他开始的科学研究方法科学研究方法,标志着物理学的真正开端,标志着物理学的真正开端.B B、为经典力学的创立奠定了基础、为经典力学的创立奠定了基础 C
7、 C、开创了近代科学,、开创了近代科学,被誉为被誉为“近代科学之父近代科学之父近代科学之父近代科学之父”。实验实验,计算计算 15901590年,伽利略在比萨斜塔上做了年,伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同两个铁球同时落地时落地”的著名实验,从此推翻了亚里士多德的著名实验,从此推翻了亚里士多德“物物体落地下的速度和重量成比例体落地下的速度和重量成比例”的学说,纠正了这的学说,纠正了这个持续了个持续了19001900年之久的错误结论。年之久的错误结论。1609年,伽利略创制了天文望远镜。年,伽利略创制了天文望远镜。他观测到月球表面凹凸不平,并绘制了第一他观测到月球表面凹凸不平,并绘制了第一幅月面
8、图。幅月面图。伽伽利利略略的的折折射射式式望望远远镜镜伽伽利利略略的的手手稿稿 牛顿出生于英国的林肯郡,牛顿出生于英国的林肯郡,16651665年毕业于著名的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。长,他还担任过英国议会议员,授予爵士称号。17271727年,他病逝,被安葬于威斯敏斯特教堂,这是年,他病逝,被安葬于威斯敏斯特教堂,这是一种极高的荣誉。一种极高的荣誉。惯性定律惯性定律加速度定律加速度定律作用
9、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 1687168716871687自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理 无论从无论从无论从无论从科学史科学史科学史科学史还是整还是整还是整还是整个人类的个人类的个人类的个人类的文明史文明史文明史文明史来看这都是一本来看这都是一本来看这都是一本来看这都是一本划时代的巨著。划时代的巨著。划时代的巨著。划时代的巨著。2 2、经典力学的建立者、经典力学的建立者牛顿(英国)牛顿(英国)(2 2 2 2)牛顿经典力
10、学体系的历史地位)牛顿经典力学体系的历史地位)牛顿经典力学体系的历史地位)牛顿经典力学体系的历史地位牛顿(牛顿(16421727)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了系统合理的说明,从而完成了人类对做了系统合理的说明,从而完成了人类对做了系统合理的说明,从而完成了人类对做了系统合理的说明,从而完成了人类对自然界认识史上的自然界认识史上的自然界认识史上的自然界认识史上的第一次理论大综合第一次理论大综合第一次理论大综合第一次理论大综合。标志标志标志标志近代科学近代科学近代科学近代科学的形成。的形成。的形成。的形
11、成。具有惊人的具有惊人的具有惊人的具有惊人的预见性预见性预见性预见性和巨大的和巨大的和巨大的和巨大的理论指导理论指导理论指导理论指导意义意义意义意义A A、准确算出了、准确算出了地球的平均密度和扁平率地球的平均密度和扁平率;B B、正确地解释了、正确地解释了潮汐的成因潮汐的成因;C C、发现了、发现了海王星海王星;三百年前,人类的思想还充斥着三百年前,人类的思想还充斥着迷信和恐惧迷信和恐惧,水为什么往低处流?太阳为什么升起落下?这些今水为什么往低处流?太阳为什么升起落下?这些今天看来简单之极的问题,在当时却是根本无法认识天看来简单之极的问题,在当时却是根本无法认识和把握的。和把握的。直到牛顿出
12、现,人类才终于结束了这种直到牛顿出现,人类才终于结束了这种状态。状态。大国崛起大国崛起解说词解说词哈雷慧星轨道的推算哈雷慧星轨道的推算 长期以来,人们一直认为彗星是神秘的,不吉利的灾星,根本长期以来,人们一直认为彗星是神秘的,不吉利的灾星,根本不能用科学来说明。牛顿的好友哈雷用牛顿力学算出了不能用科学来说明。牛顿的好友哈雷用牛顿力学算出了16821682年出现年出现的彗星的轨道,指出它的回归周期是的彗星的轨道,指出它的回归周期是75757676年,由此预言它将在年,由此预言它将在17581758年再次出现。年再次出现。5353年以后的年以后的17581758年(当时哈雷已去世),这颗彗年(当时
13、哈雷已去世),这颗彗星果然如期出现。星果然如期出现。哈雷慧星的发现验证了万有引力定律的科学性。哈雷慧星的发现验证了万有引力定律的科学性。英国著名诗人亚历山大英国著名诗人亚历山大波普曾写过一首赞美波普曾写过一首赞美牛顿的诗:牛顿的诗:自然和自然界的规律,隐藏在黑暗里。自然和自然界的规律,隐藏在黑暗里。上帝说:上帝说:“让牛顿去吧让牛顿去吧!”于是,一切成为光于是,一切成为光明。明。我之所以我之所以能比别人看得远能比别人看得远些,是因为我站在些,是因为我站在巨人们的肩上。巨人们的肩上。牛顿牛顿牛顿获得巨大成就的原因牛顿获得巨大成就的原因1 1、具有虚怀若谷、谦虚好学精神;、具有虚怀若谷、谦虚好学精
14、神;2 2、勇于探索的科学精神;、勇于探索的科学精神;3 3、科学的研究方法;、科学的研究方法;4 4、甘于寂寞,献身科学的精神等;、甘于寂寞,献身科学的精神等;5 5、吸收伽利略等前人的研究成果;、吸收伽利略等前人的研究成果;6 6、有利的社会环境:启蒙运动、英国资产、有利的社会环境:启蒙运动、英国资产阶级革命的洗礼阶级革命的洗礼二、量子理论;二、量子理论;1、背景:(简单了解一下)、背景:(简单了解一下)19世纪末世纪末20世纪初,世纪初,电子和放射性电子和放射性的发现的发现,促进人们对物质的认识深,促进人们对物质的认识深入到了原子内部。入到了原子内部。但大量的实验表明,微观粒子的运但大量
15、的实验表明,微观粒子的运动不能用通常的宏观物体的运动规动不能用通常的宏观物体的运动规律进行描述。律进行描述。这就需要人们对这就需要人们对微观世界微观世界开展研究。开展研究。量子论和相对论量子论和相对论是现代物理学的是现代物理学的两大支两大支柱柱,量子论的形成标志着人类对于客观规律,量子论的形成标志着人类对于客观规律的认识,开始从的认识,开始从宏观世界宏观世界深入到深入到微观世界。微观世界。量子力学和狭义相对论结合形成原子核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、半导体技术和站。量子力学还为电子技术、
16、半导体技术和激光技术等奠定了理论基础。激光技术等奠定了理论基础。普朗克,普朗克,普朗克,普朗克,生于基尔。生于基尔。生于基尔。生于基尔。1879187918791879年年年年普朗克在慕尼黑大学获得博士学普朗克在慕尼黑大学获得博士学普朗克在慕尼黑大学获得博士学普朗克在慕尼黑大学获得博士学位后,先后在慕尼黑大学和基尔位后,先后在慕尼黑大学和基尔位后,先后在慕尼黑大学和基尔位后,先后在慕尼黑大学和基尔大学任教。由于量子论创立,普大学任教。由于量子论创立,普大学任教。由于量子论创立,普大学任教。由于量子论创立,普朗克获得朗克获得朗克获得朗克获得1918191819181918年诺贝尔物理学奖。年诺贝
17、尔物理学奖。年诺贝尔物理学奖。年诺贝尔物理学奖。他的父亲是一位杰出的法律教授。他的父亲是一位杰出的法律教授。他的父亲是一位杰出的法律教授。他的父亲是一位杰出的法律教授。普朗克是德国人所具有的最好品普朗克是德国人所具有的最好品普朗克是德国人所具有的最好品普朗克是德国人所具有的最好品质的范例:诚恳、忠于职守,他质的范例:诚恳、忠于职守,他质的范例:诚恳、忠于职守,他质的范例:诚恳、忠于职守,他的业余爱好是音乐,在这方面表的业余爱好是音乐,在这方面表的业余爱好是音乐,在这方面表的业余爱好是音乐,在这方面表现了专业艺术才干;另一项业余现了专业艺术才干;另一项业余现了专业艺术才干;另一项业余现了专业艺术
18、才干;另一项业余爱好是他一直坚持到晚年的登山爱好是他一直坚持到晚年的登山爱好是他一直坚持到晚年的登山爱好是他一直坚持到晚年的登山运动。运动。运动。运动。二、量子理论;二、量子理论;2、过程:、过程:3、标志:、标志:4、发展:、发展:斯蒂芬斯蒂芬普朗克。普朗克。1900年年关于正常光谱能量分布定关于正常光谱能量分布定律的理论律的理论。(1 1)德国)德国爱因斯坦:解释光电效应,得出爱因斯坦:解释光电效应,得出光具有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。影响:影响:影响
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