物理學(xué)的重大進展(新人教版必修3)-2課件

1、主要從三個領(lǐng)域介紹物理學(xué)領(lǐng)域的重大進展；生物學(xué)關(guān)于人類生命的起源三次科技革命的成果及對社會發(fā)展的影響。第四單元近代以來世界的科學(xué)發(fā)展歷程主要從三個領(lǐng)域介紹第四單元第11課物理學(xué)的重大進展第11課物理學(xué)的重大進展牛頓：經(jīng)典力學(xué) 愛因斯坦：相對論的創(chuàng)立 普朗克：量子論的誕生與發(fā)展本課主要內(nèi)容牛頓：經(jīng)典力學(xué) 愛因斯坦：相對論的創(chuàng)立 普朗克：量子論的誕生一. 經(jīng)典力學(xué)(16世紀末到18世紀初）(1)近代科學(xué)產(chǎn)生的背景：A.（社會前提：）文藝復(fù)興運動的影響B(tài).（物質(zhì)條件：根本原因）資本主義發(fā)展為其提供了物質(zhì)基礎(chǔ) C.科學(xué)家勇于探索的精神一. 經(jīng)典力學(xué)(16世紀末到18世紀初）(1)近代科學(xué)產(chǎn)生的1、伽利

2、略經(jīng)典力學(xué)的奠基者（15641642）伽利略折射式望遠鏡一、經(jīng)典力學(xué)1、伽利略經(jīng)典力學(xué)的奠基者（15641642）伽利略折亞里士多德古希臘文化的集大成者“落體的速度與重量成正比”。 “物體從來都是靜止的，除非你用力推它才開始運動”,如“推箱子”。比薩斜塔兩個鐵球同時落地！ （重量相差10倍）亞里士多德古希臘文化的集大成者“落體的速度與重量成正比”(2)成就：物理學(xué)證實：實驗證明力與運動狀態(tài)的關(guān)系發(fā)現(xiàn)了自由落體定律通過實驗，證實了勻速運動和勻加速運動定律1.經(jīng)典力學(xué)的奠基者-伽利略(2)成就：物理學(xué)證實：實驗證明力與運動狀態(tài)的關(guān)系發(fā)現(xiàn)了自 開創(chuàng)了以實驗事實為根據(jù)并具有嚴密邏輯體系的近代科學(xué)，為后

3、來經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。意義天文學(xué) 伽利略利用自制望遠鏡發(fā)現(xiàn)許多星體，證明了哥白尼“日心說”的正確性。成就摧毀了教會的信條而證明了哥白尼學(xué)說的正確。 意義 開創(chuàng)了以實驗事實為根據(jù)并具有嚴密邏輯體系的近代科學(xué) 提出日心說，否定亞里士多德的地心說，掀起天文學(xué)的革命，從根本上動搖了宗教神學(xué)的理論基礎(chǔ)。 信奉“日心說”的布魯諾(1548-1600)被教會以火刑處死。哥白尼（1473-1543） 提出日心說，否定亞里士多德的地心說，掀起天文學(xué)的革命伽利略受審伽利略受審 1609年，伽利略創(chuàng)制了天文望遠鏡（后被稱為伽利略望遠鏡），并用來觀測天體，他發(fā)現(xiàn)了月球表面的凹凸不平，并親手繪制了第一幅月面

4、圖。1610年，伽利略發(fā)現(xiàn)了木星的四顆衛(wèi)星，為哥白尼學(xué)說找到了確鑿的證據(jù)，標志著哥白尼學(xué)說開始走向勝利。借助于望遠鏡，伽利略還先后發(fā)現(xiàn)了土星光環(huán)、太陽黑子、太陽的自轉(zhuǎn)、金星和水星的盈虧現(xiàn)象、以及銀河是由無數(shù)恒星組成等等。這些發(fā)現(xiàn)開辟了天文學(xué)的新時代。 為了紀念伽利略的功績，人們把木衛(wèi)一、木衛(wèi)二、木衛(wèi)三和木衛(wèi)四命名為伽利略衛(wèi)星。 人們爭相傳頌：“哥倫布發(fā)現(xiàn)了新大陸，伽利略發(fā)現(xiàn)了新宇宙”。 1609年，伽利略創(chuàng)制了天文望遠鏡（后被稱為伽利略望遠鏡牛頓出生于英國的林肯郡，1665年畢業(yè)于著名的劍橋大學(xué)三一學(xué)院，獲得學(xué)士學(xué)位。三年后又獲得文學(xué)碩士學(xué)位。牛頓曾經(jīng)長期擔(dān)任英國皇家學(xué)會會長，他還擔(dān)任過英國議

5、會議員，授予爵士稱號。1727年，他病逝，被安葬于威斯敏斯特教堂，這是一種極高的榮譽。牛頓（ 16421727） 經(jīng)典力學(xué)的建立者牛頓（英國）牛頓出生于英國的林肯郡，1665年畢業(yè)于著名的劍橋大學(xué)三一學(xué)自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理書影 1687年，牛頓出版了自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理，建立起了完整的力學(xué)理論體系，實現(xiàn)了物理學(xué)史上的第一次大飛躍。自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理 1687年，牛頓出版了自然哲學(xué)的牛頓有哪些重要貢獻？其中最重要的是什么？數(shù)學(xué)：二項式定理，微積分光學(xué)：發(fā)現(xiàn)太陽光的光譜，微粒說天文學(xué)：發(fā)明反射式望遠鏡等力學(xué)：自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理 物體運動三大定律；萬有引力定律 形成經(jīng)典力學(xué)體系牛頓有哪些重要貢獻？其中最

6、重要的是什么？數(shù)學(xué)：二項式定理，二、經(jīng)典力學(xué)的建立牛頓2、顯著特征：3、意義：1、成就：提出物體機械運動三大定律；萬有引力定律注重實驗、數(shù)學(xué)化1.對自然規(guī)律的第一次理論性概括和總結(jié)2.標志著近代科學(xué)的形成3.經(jīng)典力學(xué)及其后物理學(xué)的眾多研究成果，促進了資本主義的兩次科技革命的出現(xiàn)。二、經(jīng)典力學(xué)的建立牛頓2、顯著特征：3、意義：1、成就：海王星的發(fā)現(xiàn)海王星的發(fā)現(xiàn)經(jīng)典力學(xué)的適用范圍 1. 只適用于宏觀物體（宏觀世界）的運動; 2. 只適用于低速運動的物質(zhì)，是絕對的時空論經(jīng)典力學(xué)的適用范圍 1（2009年高考四川文綜19題）哥白尼說雖被后來的科學(xué)發(fā)展所揚棄，但人們?nèi)匀灰暺錇橐粓觥案锩?。這是因為它 A

7、撼動了中世紀神學(xué)基礎(chǔ)，顯示了挑戰(zhàn)權(quán)威的態(tài)度 B開創(chuàng)了近代實驗科學(xué)，提出了研究自然的新方法 C概括了宇宙運動規(guī)律，指引了人類認識自然的方向 D開辟了天文學(xué)新領(lǐng)域，標志著近代自然科學(xué)的形成體驗成功 1（2009年高考四川文綜19題）哥白尼說雖被后來的科學(xué)發(fā)2.（2008年江蘇高考15題）一位科學(xué)家的墓碑上鐫刻著這樣的銘文：“他以神一般的力量，第一個說明了行星的運動和圖像?！边@位科學(xué)家應(yīng)該是（ ） A.伽利略 B.牛頓 C.愛因斯坦 D.普朗克2.（2008年江蘇高考15題）一位科學(xué)家的墓碑上鐫刻著這樣 然而，科學(xué)總是向前發(fā)展的。20世紀初，在牛頓經(jīng)典物理學(xué)達到頂峰，形成一種權(quán)威的時候，科學(xué)上一系列

8、無法解釋的現(xiàn)象越來越需要科學(xué)本身的發(fā)展來解決。 然而，科學(xué)總是向前發(fā)展的。20世紀初，在牛頓經(jīng)典二、相對論的創(chuàng)立（19世紀末20世紀初）1、創(chuàng)立的歷史背景 19世紀科學(xué)得到了飛速發(fā)展 經(jīng)典力學(xué)無法解釋高速運動的微觀粒子發(fā)生的現(xiàn)象2、相對論的提出及主要內(nèi)容 1905年剛剛得到博士學(xué)位的愛因斯坦發(fā)表的一篇題為論動體的電動力學(xué)的文章，提出了著名的相對論，引發(fā)了20世紀物理學(xué)的另一場革命。 （1）相對論的提出（19世紀末，物理學(xué)界連續(xù)發(fā)生了 三個重大事件，即X射線、放射性和電子的發(fā) 現(xiàn)。這三大發(fā)現(xiàn)使得原子不可分、不變化的傳統(tǒng)觀念發(fā)生了動搖。物理學(xué)家門曾認為的似乎已經(jīng)基本上完成了的經(jīng)典物理學(xué)體系，從根本

9、上出現(xiàn)了動搖，這就是所謂的“物理學(xué)危機”。）二、相對論的創(chuàng)立（19世紀末20世紀初）1、創(chuàng)立的歷史背景 愛因斯坦（1879-1955） 德國偉大的物理學(xué)家。1905-1915年提出了相對論，發(fā)展了牛頓力學(xué)。1933年因遭德國法西斯迫害前往美國，后入美國籍。 20世紀最后一期時代周刊評述他說：“天才，政治難民，人道主義者，原子和宇宙謎的開啟者，以其最偉大的思想和無與倫比的形象獨占鰲頭。”愛因斯坦 德國偉大的物理學(xué)家。1905-1915年提出1905年，愛因斯坦26歲，接連寫下4篇改變整個20世紀物理學(xué)面貌的論文：1.光的量子說（解釋光電效應(yīng)）2.布朗運動（證明分子的存在）3.狹義相對論（修正了牛

10、頓力學(xué)）4.質(zhì)能互換律（E=mc2）1916年，愛因斯坦發(fā)表了廣義相對論基礎(chǔ)，最具創(chuàng)見也是最偉大的貢獻：5.廣義相對論（取代了牛頓的萬有引力理論）1905 神奇的一年1905年，愛因斯坦26歲，接連寫下4篇改變整個20世紀物理 廣義相對論認為：空間和時間的性質(zhì)不僅取決于物質(zhì)的運動情況，也取決于物質(zhì)本身的分布狀態(tài)。 狹義相對論認為：時間和空間隨著物質(zhì)運動速度的變化而變化，發(fā)生尺縮效應(yīng)和鐘慢效應(yīng)；質(zhì)量會隨著物體運動速度增大而增大。相對論的主要內(nèi)容： 廣義相對論認為：空間和時間的性質(zhì)不僅取決于物質(zhì)的運動 愛因斯坦1905年提出的相對論，后來稱作狹義相對論，以光速永不改變、相對性原則來推論，得到“時間

11、”會因速度快慢而改變的結(jié)論。 相對論的例子：一卷錄音帶，如果在地面上播放需要一個小時；在快速飛行的宇宙飛船里播放，宇宙飛船里的人測定也是一個小時。但是由地面上的人員，來測定在宇宙飛船中播放的時間呢？根據(jù)牛頓的理論，因為時間是絕對的，所以也是一小時；但是愛因斯坦的理論則認為應(yīng)該是一個多小時，因為時間是相對的，在不同速度下測量時間，長度是不一樣的。 什么是狹義相對論？ 愛因斯坦1905年提出的相對論，后來稱作狹義相對論，狹義相對論廣義相對論相對論打破經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀進一步深化對時間空間和引力現(xiàn)象的認識狹義相對論廣義相對論相對論打破經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀進一步深化 1. 相對論打破了牛頓以來傳統(tǒng)的

12、絕對時空觀，但并非全盤否定牛頓力學(xué)。2.牛頓力學(xué)反映的是宏觀物體低速運動的客觀規(guī)律，而狹義相對論反映的是物體高速運動的客觀規(guī)律，是對牛頓力學(xué)的繼承和發(fā)展。牛頓力學(xué)是相對論的一種特例（物體低速運動狀態(tài)），包括在相對論體系中。3、牛頓力學(xué)是整個力學(xué)的基礎(chǔ)，牛頓所創(chuàng)造的概念，至今仍指導(dǎo)著人們的物理學(xué)思想。 3、相對論與牛頓力學(xué)的關(guān)系 1. 相對論打破了牛頓以來傳統(tǒng)的絕對時空觀，但并非4.相對論的意義：（1）相對論的提出是物理學(xué)領(lǐng)域的一次重大革命。它否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對空間觀，深刻地揭示了時間和空間的本質(zhì)屬性。（2）相對論發(fā)展了牛頓力學(xué)，將其概括在相對論力學(xué)之中，推動物理學(xué)發(fā)展到一個新的高度。4.相對

13、論的意義：（1）相對論的提出是物理學(xué)領(lǐng)域的一次重大革笑話與E=mc2有一次卓別林和愛因斯坦共同出席一次宴會都受到了熱鬧歡迎，卓別林說：大家歡迎我是因為他們都能理解我，大家歡迎你是因為他們都不理解你。說明了相對論深奧難懂，而且有悖于人們的日常生活。狹義相對論發(fā)表100周年，也許全世界只有幾十個人能完全理解他的真諦，但這并不能掩蓋相對論對人類生活的巨大改變。笑話與E=mc2有一次卓別林和愛因斯坦共同出席一次宴會都受到 由于相對論的觀點與人們的日常經(jīng)驗不太一致，甚至有著尖銳的沖突，相對論從一開始就受到包括一些科學(xué)家在內(nèi)的很多人的反對。 1921年愛因斯坦獲得了諾貝爾獎，當(dāng)時不少德國的諾貝爾獎獲得者威

14、脅說，如果給相對論授獎，他們就要退回已獲得的獎?wù)?，結(jié)果評選委員會只好讓愛因斯坦作為光電效應(yīng)理論的建立者得獎，相對論始終沒有獲得諾貝爾獎。但相對論在物理學(xué)上卻非常合理且為實驗所證實。 由于相對論的觀點與人們的日常經(jīng)驗不太一致，甚至愛因斯坦根據(jù)相對論的觀點提出質(zhì)能轉(zhuǎn)換理論后，曾致信美國總統(tǒng)羅斯福，建議美國研制原子彈，以便在二戰(zhàn)中盡快戰(zhàn)勝法西斯國家。1945年8月，美國先后在日本的廣島、長畸投下兩顆原子彈，加速了日本法西斯的投降，但對無辜平民的傷害也同樣令全世界震驚。愛因斯坦根據(jù)相對論的觀點提出質(zhì)能轉(zhuǎn)換理論后，曾致信美國總統(tǒng)羅成功的秘訣 一個愛說廢話而不愛用功的青年，整天纏著大科學(xué)家愛因斯坦，要他公

15、開成功的秘訣。愛因斯坦厭煩了，便寫了一個公式給他：Axyz 愛因斯坦解釋道：“A代表成功，x代表艱苦的勞動，y代表正確的方法” “z代表什么？”青年迫不及待地問?！按砩僬f廢話?！睈垡蛩固拐f成功的秘訣3（2011年高考廣東）1919年英國泰晤士報曾刊登標題文章“科學(xué)革命”，兩個副標題是“宇宙新理論”、“牛頓觀念的破產(chǎn)”。具有“科學(xué)革命”意義的理論是 A日心說 B量子論 C相對論 D經(jīng)典力學(xué)3（2011年高考廣東）1919年英國泰晤士報曾刊登標題加熱到不同溫度的物體發(fā)出不同顏色的光科學(xué)家們?yōu)榱丝偨Y(jié)熱輻射規(guī)律，推導(dǎo)出兩個公式。但這兩個公式的計算結(jié)果總是與實驗結(jié)果不相符合。 1900年，為了解決熱輻

16、射理論上的疑點，德國物理學(xué)家普朗克提出了量子假說：輻射像物質(zhì)一樣，是由具有能量的基本單位量子來實現(xiàn)的。加熱到不同溫度的物體發(fā)出不同顏色的光科學(xué)家們?yōu)榱丝偨Y(jié)熱輻射規(guī)三、量子論的誕生與發(fā)展（19世紀30年代） 1、誕生的背景 （1） 19c末20c初，電子和放射性的發(fā)現(xiàn)使人們對物質(zhì)的認識深入到原子內(nèi)部。（2） 實驗表明，微觀粒子的運動不能用通常的宏觀物體的運動規(guī)律進行描述。三、量子論的誕生與發(fā)展（19世紀30年代） 1、誕生的背景 2、量子論的誕生、發(fā)展和量子力學(xué) 1900年，德國物理學(xué)家普朗克提出量子假說，宣告了量子論的誕生。（1）誕生 普朗克：德國物理學(xué)家，量子物理學(xué)的開創(chuàng)者和奠基人，1918

17、年諾貝爾物理學(xué)獎的獲得者。其偉大成就是創(chuàng)立了量子理論，這是物理學(xué)史上的一次巨大變革。從此結(jié)束了經(jīng)典物理學(xué)一統(tǒng)天下的局面。2、量子論的誕生、發(fā)展和量子力學(xué) 1900年，德國物（2）發(fā)展 1.愛因斯坦利用量子論成功地解釋了光電效應(yīng)出現(xiàn)的現(xiàn)象及光的本質(zhì)，進一步推動了量子論的發(fā)展。 2.丹麥物理學(xué)家玻爾把量子論用于原子結(jié)構(gòu)的研究，創(chuàng)立了原子結(jié)構(gòu)的理論。 3.經(jīng)過這些科學(xué)家的共同努力，到1925年左右量子力學(xué)最終建立。量子力學(xué)是研究微觀世界粒子運動規(guī)律的科學(xué)。 （2）發(fā)展 1.愛因斯坦利用量子論成功地解釋了光電效普朗克量子學(xué)說的創(chuàng)始人普朗克量子學(xué)說的創(chuàng)始人 量子力學(xué)：是研究微觀粒子的運動規(guī)律的物理學(xué)分支

18、學(xué)科，它主要研究原子、分子、凝聚態(tài)物質(zhì)，以及原子核和基本粒子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的基礎(chǔ)理論，它與相對論一起構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的理論基礎(chǔ)。 量子力學(xué)：是研究微觀粒子的運動規(guī)律的物理學(xué)分支學(xué)科，量子論和相對論在現(xiàn)實生活中的運用今天，我們的現(xiàn)代文明，從電腦，電視，手機到核能，航天，生物技術(shù)，幾乎沒有哪個領(lǐng)域不依賴于量子論。量子力學(xué)和狹義相對論結(jié)合形成原子核物理學(xué)，指導(dǎo)制造原子彈、氫彈和建立核電站。量子力學(xué)還為電子技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和激光技術(shù)等奠定了理論基礎(chǔ)。量子論和相對論在現(xiàn)實生活中的運用今天，我們的現(xiàn)代文明，從電腦本課小結(jié)本課小結(jié) 如果說文藝復(fù)興把神從人的精神領(lǐng)域驅(qū)逐出去，那么_把神從天文學(xué)領(lǐng)域驅(qū)逐出去_把神

19、從無生命的領(lǐng)域驅(qū)逐出去_把神從有生命的領(lǐng)域驅(qū)逐出去哥白尼牛頓達爾文課堂小結(jié) 如果說文藝復(fù)興把神從人的精神領(lǐng)域驅(qū)逐出去，那么1、17世紀牛頓力學(xué)體系產(chǎn)生的根本原因是（ ）A.資本主義生產(chǎn)的迅速發(fā)展對力學(xué)提出了迫切要求B.伽利略、開普勒等人的研究已有相當(dāng)堅實的基礎(chǔ)C牛頓個人具有的偉大天才和所作出的巨大努力D同時代的眾多著名科學(xué)家的協(xié)同一致的通力合作課堂練習(xí)A2、經(jīng)典力學(xué)的成熟的標志是（ ） A慣性定律的發(fā)現(xiàn) B作用和反作用相等定律的發(fā)現(xiàn)C自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理一書的出版D萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)C1、17世紀牛頓力學(xué)體系產(chǎn)生的根本原因是（ ）課堂練習(xí)A23、19世紀末在物理學(xué)領(lǐng)域出現(xiàn)的的所謂“物理學(xué)危機”說明（ ）人們對自然的認識在不斷深入 經(jīng)典力學(xué)并不是什么“經(jīng)典”，并不科學(xué) 經(jīng)典力學(xué)的絕對時空論是不正確的 物理學(xué)將面臨一場重大革命 A B C DC4、哥