第11课物理学的重大进展(dyz)(教育精品).ppt
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1、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人教版高中历史必修三人教版高中历史必修三单元内容:单元内容:1 1、物理学的重大进展、物理学的重大进展 2 2、破解生命起源之谜、破解生命起源之谜 3 3、从蒸汽机到互联网、从蒸汽机到互联网16世纪中期以后世纪中期以后为什么科学会出现新时期?为什么科学会出现新时期?(即近代自然科学开始产生(即近代自然科学开始产生)资产阶级资产阶级在经济上和政治上对自然科学的迫切需在经济上和政治上对自然科学的迫切需要要资本主义的发展资本主义的发展提供了物质基础提供了物质基础自然科学自然科学自身发展的需要自身发展的需要文艺复兴文艺复兴、宗教改革
2、和启蒙运动的推动、宗教改革和启蒙运动的推动科学家科学家勇于探索和创新的精神勇于探索和创新的精神第第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:1 1、了解了解经典力学的主要内容经典力学的主要内容认识认识其在其在近代自然科学理论发展中的历史地位近代自然科学理论发展中的历史地位2 2、知道知道相对论、量子论的主要内容相对论、量子论的主要内容认识认识其意义其意义 一、经典力学一、经典力学1 1、奠基、奠基伽利略伽利略(1616世纪末世纪末1717世纪初)世纪初)、生平、生平、贡献、贡献A A、物理学:物理学:发现自由落体定律等。发现自由落体定律等。B B、创立科学的研究方法:创
3、立科学的研究方法:科学实验与数学结合科学实验与数学结合。C C、天文学:天文学:自制望远镜观察天体并取得大量成果的第一人,证明了哥白自制望远镜观察天体并取得大量成果的第一人,证明了哥白尼尼“日心说日心说”的正确性的正确性。意义意义 A A、开创开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学近代科学B B、为后来、为后来经典力学的创造和发展奠定了基础经典力学的创造和发展奠定了基础,标志着物理学的真标志着物理学的真正开端正开端 一、经典力学一、经典力学2 2、建立、建立牛顿牛顿(1717世纪后期)世纪后期)、生平、生平、贡献、贡献建立经典力学建立经典力学A
4、 A、标志:标志:1687 1687年年自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理出版出版B B、内容:、内容:物体运动三大定律、万有引力定律等物体运动三大定律、万有引力定律等C C、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D D、意义意义 具有科学性和预见性(如海王星的发现)具有科学性和预见性(如海王星的发现)标志着近代科学的形成标志着近代科学的形成惯性定律惯性定律加速度的比例定律加速度的比例定律作用和反作用定律作用和反作用定律 第一件,第一件,用牛顿力学算用牛顿力学算出地球的形状象只桔子。出地球的形状象只桔子。古希腊的亚里士多德认为地古希腊的亚里士多德认为地球是
5、个正球体,两千年来人球是个正球体,两千年来人们对此深信不疑。牛顿却根们对此深信不疑。牛顿却根据他的力学,说据他的力学,说地球是个扁地球是个扁球体,象只大桔子球体,象只大桔子。此言一。此言一出,学界哗然。地球那么大,出,学界哗然。地球那么大,牛顿又从不出远门,他凭什牛顿又从不出远门,他凭什么说地球有点扁?可是法国么说地球有点扁?可是法国科学家经过三次实地测量,科学家经过三次实地测量,终于证实了牛顿的看法。终于证实了牛顿的看法。用用力学能算出地球的形状,真力学能算出地球的形状,真是个奇迹。是个奇迹。历史上证实牛顿历史上证实牛顿力学的事实力学的事实第二件,用牛顿力学算出了哈雷彗星回归周期第二件,用牛
6、顿力学算出了哈雷彗星回归周期长长期以来到,人们一直认为彗星是神秘的,根本不能用期以来到,人们一直认为彗星是神秘的,根本不能用科学来说明。牛顿说,既然彗星也是天体,就必然遵科学来说明。牛顿说,既然彗星也是天体,就必然遵循力学规律。他的好友哈雷用牛顿力学算出了循力学规律。他的好友哈雷用牛顿力学算出了16821682年年出现的彗星的轨道,指出它的回归周期是出现的彗星的轨道,指出它的回归周期是75767576年,年,由此预言它将在由此预言它将在17581758年再次出现。哈雷年再次出现。哈雷17051705年发表这年发表这个预言,当时他已个预言,当时他已4949岁,却要预言岁,却要预言5353年以后的
7、事,岂年以后的事,岂非耸人听闻?可是非耸人听闻?可是17581758年这颗彗星果然如期出现,并年这颗彗星果然如期出现,并被命名为哈雷彗星。被命名为哈雷彗星。经典力学中应注意的地方经典力学中应注意的地方 1.1.特征特征 :1 1)注重实验)注重实验 2 2)数学化)数学化 2.2.适用范围:适用范围:只适用于宏观物体(宏观世界)的运动只适用于宏观物体(宏观世界)的运动;只适用于物体运动的低速状态,是绝对的时空论只适用于物体运动的低速状态,是绝对的时空论l 经典物理学是以日常生活中常见的低速运动的物体经典物理学是以日常生活中常见的低速运动的物体为为研究对象的研究对象的,一旦进入光速运动时,经典物
8、理学的某些结,一旦进入光速运动时,经典物理学的某些结论就变得不准确论就变得不准确l 在这种背景下,在这种背景下,相对论与量子论相对论与量子论应运而生应运而生二、相对论的创立二、相对论的创立爱因斯坦爱因斯坦(1919世纪末世纪末2020世纪初)世纪初)1 1、相对论创立背景、相对论创立背景2 2、相对论的创立和内容、相对论的创立和内容 19051905年,爱因斯坦提出年,爱因斯坦提出狭义相对论狭义相对论和光速不变原和光速不变原理理 19161916年,他完成了年,他完成了广义相对论广义相对论的最终形式。这被的最终形式。这被看作人类思想史上最伟大的成就之一看作人类思想史上最伟大的成就之一狭义相对论
9、发表狭义相对论发表104104周年,周年,也许全世界只有几十个人能完全理解他的真谛,也许全世界只有几十个人能完全理解他的真谛,但这并不能掩盖相对论对人类生活的巨大改变。但这并不能掩盖相对论对人类生活的巨大改变。这个故事形象地说明了时间和空间的相对性这个故事形象地说明了时间和空间的相对性爱因斯坦关于相对论的比喻: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:斯坦曾经风趣地对一名男青年说:“我打个比方,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
10、,同样的时间你觉得哪一个更士谈情说爱,那么,同样的时间你觉得哪一个更长?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:“这就是我的相对论内这就是我的相对论内容。容。”“天上方一日,人间已一年天上方一日,人间已一年”乘坐乘坐“光子火箭光子火箭”的星际旅行的星际旅行 乘坐乘坐“光子火箭光子火箭”以光速作星以光速作星际旅行,回到地球时,我们会发现什么际旅行,回到地球时,我们会发现什么变化?变化?1 1、相对论的提出是相对论的提出是物理学领域的一次重大革命物理学领域的一次重大革命2 2、否定了绝对时空观否定了绝对时空观,深刻地揭示
11、了空间、时,深刻地揭示了空间、时间的本质属性间的本质属性3 3、发展了牛顿力学发展了牛顿力学,推动物理学发展到一个新,推动物理学发展到一个新的高度的高度4 4、相对论创立的、相对论创立的意义意义 爱因斯坦根据相对论爱因斯坦根据相对论的观点提出的观点提出质能转换理质能转换理论论后,曾致信美国总统后,曾致信美国总统罗斯福,建议美国研制罗斯福,建议美国研制原子弹原子弹,以便在二战中,以便在二战中尽快战胜法西斯国家。尽快战胜法西斯国家。19451945年年8 8月,美国先后月,美国先后在日本的广岛、长畸投在日本的广岛、长畸投下两颗原子弹,加速了下两颗原子弹,加速了日本法西斯的投降,但日本法西斯的投降,
12、但对无辜平民的伤害也同对无辜平民的伤害也同样令全世界震惊。样令全世界震惊。当原子弹真的从潘多拉魔当原子弹真的从潘多拉魔盒里跳出来后,爱因斯坦陷入盒里跳出来后,爱因斯坦陷入了巨大的后悔与痛苦之中,自了巨大的后悔与痛苦之中,自认一生最大错误就是建议研制认一生最大错误就是建议研制原子弹。他痛心地说,原子弹。他痛心地说,“早知早知如此,我宁可当个修表匠!如此,我宁可当个修表匠!”爱因斯坦就核武器问题的懊悔,爱因斯坦就核武器问题的懊悔,代表了人类良知的高度,是人代表了人类良知的高度,是人类良心发出的最强音。听爱因类良心发出的最强音。听爱因斯坦的自责之声,我们明白人斯坦的自责之声,我们明白人类良知之宝贵类
13、良知之宝贵.三、量子论的诞生与发展三、量子论的诞生与发展1 1、背景、背景1919世纪末世纪末2020世纪初,电子和放射性的发现世纪初,电子和放射性的发现实验表明微观粒子的运动不能用宏观物体实验表明微观粒子的运动不能用宏观物体的运动规律进行描述的运动规律进行描述2 2、诞生:、诞生:19001900年,年,普朗克提出量子假说普朗克提出量子假说3 3、发展:、发展: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玻尔提出有关原子的量子理论玻尔提出有关原子的量子理论2020世纪世纪3030年代,量子力学最终建立年代,量子力学最终建立4 4、意义、意义2020世纪最深刻、最有
14、成就的科学理论之一世纪最深刻、最有成就的科学理论之一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不仅不仅而且而且小结:物理学发展的过程小结:物理学发展的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)从经典力学发展到从经典力学发展到相对论、量子论相对论、量子论(1919世纪末世纪末2020世世纪初)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)1 1、经典力学的成熟的标志是、经典力学的成熟的标志
15、是 A A惯性定律的发现惯性定律的发现 B B作用和反作用相等定律的发现作用和反作用相等定律的发现C C自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理的出版的出版D D万有引力定律的发现万有引力定律的发现2 2、标志着物理学的真正开端是、标志着物理学的真正开端是A A、电磁感应现象的发现、电磁感应现象的发现 B B、牛顿力学体系的建立、牛顿力学体系的建立C C伽利略的发现及其科学研究方法伽利略的发现及其科学研究方法D D生物进化论学说的创立生物进化论学说的创立3 3、实现了自然科学第一次理论性大综合的是、实现了自然科学第一次理论性大综合的是A A、达尔文的生物进化论、达尔文的生物进化论 B B、法拉第的
16、电磁感应现象、法拉第的电磁感应现象C C、牛顿的经典力学体系、牛顿的经典力学体系 D D、爱因斯坦的相对论、爱因斯坦的相对论C CC CC C4 4、伽利略被认为是真正具有近代科学精神的第一人,主、伽利略被认为是真正具有近代科学精神的第一人,主要是因为他要是因为他A.A.开创了近代自然科学的革命开创了近代自然科学的革命B.B.推翻了天主教会的旧的宇推翻了天主教会的旧的宇宙观宙观C.C.继承和发展了哥白尼的思想继承和发展了哥白尼的思想D.D.开创了从实验中认识开创了从实验中认识自然的方法自然的方法5 5、史学界将、史学界将“日心学日心学”的提出称为的提出称为“天文学革命天文学革命”。“革命革命”
17、的本质含义是的本质含义是A A标志着近代自然科学的兴起标志着近代自然科学的兴起B B提倡唯物主义的科学研提倡唯物主义的科学研究方法究方法C C动摇了封建神学的基础动摇了封建神学的基础D D使人们对自然现象的使人们对自然现象的认识产生了革命性的变化认识产生了革命性的变化6“6“牛顿的发现,给人类带来从未有过的自信。曾经匍匐牛顿的发现,给人类带来从未有过的自信。曾经匍匐在上帝脚下的人类,终于大胆地抬起头来,开始用自已理在上帝脚下的人类,终于大胆地抬起头来,开始用自已理性的眼光打量世界。性的眼光打量世界。”这主要说明牛顿的发现这主要说明牛顿的发现A A推动了天文学的发展推动了天文学的发展B B促进了
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