第11课《物理学的重大进展》ppt课件

我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物主要从三个领域介绍主要从三个领域介绍物理学物理学领域的重大进展；领域的重大进展；生物学生物学关于人类生命的起源关于人类生命的起源三次科技革命三次科技革命的成果及对社会发展的影响。的成果及对社会发展的影响。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4/30/2024主要从三个领域介绍第四单元7/31/20231我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物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科学勃兴科学勃兴 进展辉煌进展辉煌转化生产转化生产 科技革命科技革命文艺复兴文艺复兴 思想解放思想解放-经典力学、相对经典力学、相对论和量子论、进化论论和量子论、进化论-三次科技革命三次科技革命科技历程科技历程4/30/2024近代以来世界的科学发展历程科学勃兴 进展辉煌转化生产 2我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物第第1111课课物理学的重大进展物理学的重大进展4/30/2024第11课7/31/20233我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物1、伽利略经典力学的奠基者（15641642）伽利略折射式望远镜伽利略折射式望远镜一、经典力学一、经典力学4/30/20241、伽利略经典力学的奠基者（15641642）伽利略折4我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物一一.经典力学经典力学(16(16世纪末到世纪末到1818世纪初）世纪初）1.1.经典力学的奠基者经典力学的奠基者-(1)(1)近代科学产生的背景：近代科学产生的背景：伽利略伽利略A.（社会前提：）文艺复兴运动的影响（社会前提：）文艺复兴运动的影响B.B.（物质条件：（物质条件：根本原因根本原因）资本主义发展为）资本主义发展为其提供了物质基础其提供了物质基础 C.C.科学家勇于探索的精神科学家勇于探索的精神(2)(2)成就：成就：物理学物理学证实：外力证实：外力不是维持不是维持运动状态的原因，运动状态的原因，只只是改变是改变运动状态的原因运动状态的原因发现了自由落体定律发现了自由落体定律通过实验，证实了匀速运动和匀加速运动定律通过实验，证实了匀速运动和匀加速运动定律4/30/2024一.经典力学(16世纪末到18世纪初）1.经典力学的奠基者5我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物（2）伽利略主张）伽利略主张“在实验中和以实验为基在实验中和以实验为基础的理论在书中去找础的理论在书中去找”的具体表现有哪些？的具体表现有哪些？科学的真理不应在古代圣人的蒙着灰尘科学的真理不应在古代圣人的蒙着灰尘的书上去找，而应该在实验中和以实验为基础的书上去找，而应该在实验中和以实验为基础的理论中去找。真正的哲学是写在那本经常在的理论中去找。真正的哲学是写在那本经常在我们眼前打开着的最伟大的书面里的。这本书我们眼前打开着的最伟大的书面里的。这本书就是宇宙，就是自然本身，人们必须去读它。就是宇宙，就是自然本身，人们必须去读它。伽利略伽利略（1）伽利略认为研究自然界的方法是什么？）伽利略认为研究自然界的方法是什么？进行系统进行系统的观察和的观察和实验实验自由落体、自由落体、匀速和加匀速和加速运动定速运动定律等律等4/30/2024（2）伽利略主张“在实验中和以实验为基础的理论在书中去找”6我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 开创了以实验事实为根据开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科并具有严密逻辑体系的近代科学，为后来经典力学的创立和学，为后来经典力学的创立和发展奠定了基础。发展奠定了基础。意义意义天文学天文学 伽利略利用自制望远镜伽利略利用自制望远镜发现许多星体，证明了哥白尼发现许多星体，证明了哥白尼“日心说日心说”的正确性。的正确性。成就成就 伽利略的这些发现和观点，伽利略的这些发现和观点，摧毁了教会的信条而证明了哥摧毁了教会的信条而证明了哥白尼学说的正确。白尼学说的正确。意义意义4/30/2024 开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学7我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2、经典力学的建立、经典力学的建立1.建立建立(1)标志：标志：1687年，牛顿发表年，牛顿发表自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理。（2）内容：）内容：1）物体运动三大定律和万有引力定律。）物体运动三大定律和万有引力定律。2）对物理学一些基本概念作出了定义。）对物理学一些基本概念作出了定义。（3）意义：人类认识自然的历史上对自然规律第一）意义：人类认识自然的历史上对自然规律第一次进行的理论性概括和总结。次进行的理论性概括和总结。2.应用：根据牛顿理论的推测，发现了海王星和冥王星。应用：根据牛顿理论的推测，发现了海王星和冥王星。3.特征特征（1）注重实验。）注重实验。（2）数学化）数学化4.意义意义（1）牛顿力学对自然界的力学现象做了系统合理的说明，牛顿力学对自然界的力学现象做了系统合理的说明，从而完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合从而完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合（2）经典力学及其后物理学的众多研究成果，促进了资）经典力学及其后物理学的众多研究成果，促进了资本主义的两次科技革命的出现。本主义的两次科技革命的出现。(3)使科学使科学摆脱了神学的束脱了神学的束缚，成，成为近代科学形成的近代科学形成的标志。志。三百年前，人类的思想还充斥着迷信和恐惧，三百年前，人类的思想还充斥着迷信和恐惧，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。直到牛顿出现，人类才终于结束了这种和把握的。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4/30/20242、经典力学的建立1.建立(1)标志：1687年，牛顿发表8我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 然而，科学总是然而，科学总是向前发展的。向前发展的。2020世纪世纪初，在牛顿经典物理初，在牛顿经典物理学达到顶峰，形成一学达到顶峰，形成一种权威的时候，科学种权威的时候，科学上一系列无法解释的上一系列无法解释的现象越来越需要科学现象越来越需要科学本身的发展来解决。本身的发展来解决。4/30/2024 然而，科学总是向前发展的。20世纪初，在牛顿经典9我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物经典力学的适用范围 1.只适用于宏观物体（宏观世界）的只适用于宏观物体（宏观世界）的运动运动;2.只适用于低速运动的物质，是绝对只适用于低速运动的物质，是绝对的时空论的时空论4/30/2024经典力学的适用范围7/31/202310我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物二、相对论的创立（二、相对论的创立（19世纪末世纪末20世纪初）世纪初）1、创立的历史背景、创立的历史背景 19 19世纪科学得到了飞速发展世纪科学得到了飞速发展 经典力学无法解释高速运动的微观粒经典力学无法解释高速运动的微观粒子发生的现象子发生的现象2、相对论的提出及主要内容、相对论的提出及主要内容 1905年刚刚得到博士学位的爱因斯坦年刚刚得到博士学位的爱因斯坦发表的一篇题为发表的一篇题为论动体的电动力学论动体的电动力学的的文章，提出了著名的相对论，引发了文章，提出了著名的相对论，引发了20世世纪物理学的另一场革命。纪物理学的另一场革命。（1）相对论的提出）相对论的提出（19世纪末，物理学界连续世纪末，物理学界连续发生了发生了 三个重大事件，即三个重大事件，即X射线、放射性和电子的发射线、放射性和电子的发 现。这三大发现使得原子不现。这三大发现使得原子不可分、不变化的传统观念发可分、不变化的传统观念发生了动摇。物理学家门曾认生了动摇。物理学家门曾认为的似乎已经基本上完成了为的似乎已经基本上完成了的经典物理学体系，从根本的经典物理学体系，从根本上出现了动摇，这就是所谓上出现了动摇，这就是所谓的的“物理学危机物理学危机”。）。）4/30/2024二、相对论的创立（19世纪末20世纪初）1、创立的历史背景 11我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物爱因斯坦爱因斯坦（1879-19551879-1955）德国伟大的物理学家。德国伟大的物理学家。1905-19151905-1915年年提出了相对论，提出了相对论，发展了牛顿力学发展了牛顿力学。19331933年因年因遭德国法西斯迫害前往美国，遭德国法西斯迫害前往美国，后入美国籍。后入美国籍。2020世纪最后一期世纪最后一期时代时代周刊评述他说：周刊评述他说：“天才，天才，政治难民，人道主义者，原政治难民，人道主义者，原子和宇宙谜的开启者，以其子和宇宙谜的开启者，以其最伟大的思想和无与伦比的最伟大的思想和无与伦比的形象独占鳌头。形象独占鳌头。”4/30/2024爱因斯坦 德国伟大的物理学家。1905-1915年提出12我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 广义相对论认为：空间和时间的性广义相对论认为：空间和时间的性质不仅取决于物质的运动情况，也取决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。于物质本身的分布状态。狭义相对论认为：狭义相对论认为：时间和空间随着时间和空间随着物质运动速度的变化而变化，发生物质运动速度的变化而变化，发生尺缩尺缩效应和钟慢效应效应和钟慢效应；质量会随着物体运动；质量会随着物体运动速度增大而增大。速度增大而增大。2 2、相对论的主要内容：、相对论的主要内容：4/30/2024 广义相对论认为：空间和时间的性质不仅取决于物质的运动13我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 爱因斯坦爱因斯坦19051905年提出的相对论，后来称作狭义相对年提出的相对论，后来称作狭义相对论，以光速永不改变、相对性原则来推论，得到论，以光速永不改变、相对性原则来推论，得到“时间时间”会因速度快慢而改变的结论。会因速度快慢而改变的结论。相对论的例子：一卷录音相对论的例子：一卷录音带，如果在地面上播放需要一带，如果在地面上播放需要一个小时；在快速飞行的宇宙飞个小时；在快速飞行的宇宙飞船里播放，宇宙飞船里的人测船里播放，宇宙飞船里的人测定也是一个小时。但是由地面定也是一个小时。但是由地面上的人员，来测定在宇宙飞船上的人员，来测定在宇宙飞船中播放的时间呢？根据牛顿的中播放的时间呢？根据牛顿的理论，因为时间是绝对的，所理论，因为时间是绝对的，所以也是一小时；但是爱因斯坦以也是一小时；但是爱因斯坦的理论则认为应该是一个多小的理论则认为应该是一个多小时，因为时间是相对的，在不时，因为时间是相对的，在不同速度下测量时间，长度是不同速度下测量时间，长度是不一样的。一样的。什么是狭义相对论？什么是狭义相对论？4/30/2024 爱因斯坦1905年提出的相对论，后来称作狭义相对论，14我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 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，空观，但并非全盘否定牛顿力学。但并非全盘否定牛顿力学。牛顿力学反映的是宏观物体低速运动牛顿力学反映的是宏观物体低速运动的客观规律，而狭义相对论反映的是物体的客观规律，而狭义相对论反映的是物体高速运动的客观规律，是对牛顿力学的高速运动的客观规律，是对牛顿力学的继继承和发展。承和发展。牛顿力学是相对论的一种特例（物体牛顿力学是相对论的一种特例（物体低速运动状态），包括在相对论体系中。低速运动状态），包括在相对论体系中。3、相对论和经典力学的关系、相对论和经典力学的关系4/30/2024 相对论打破了牛顿以来传统的绝对时空观，但并非全盘否15我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 相对论的提出是物理学思想的一次重大革命，它相对论的提出是物理学思想的一次重大革命，它否定了经典力学的绝对时空论，否定了经典力学的绝对时空论，从本质上修正了由狭从本质上修正了由狭隘经验建立起来的时空观，隘经验建立起来的时空观，深刻地揭示了时间和空间深刻地揭示了时间和空间的本质属性。的本质属性。即：揭示了时空的可变性、时空变化的即：揭示了时空的可变性、时空变化的联系性，树立了新的时空观、运动观、物质观。这一联系性，树立了新的时空观、运动观、物质观。这一理论被后人誉为理论被后人誉为20世纪人类思想史上最伟大的成就之世纪人类思想史上最伟大的成就之一。一。相对论也发展了牛顿力学，将牛顿力学概括在相相对论也发展了牛顿力学，将牛顿力学概括在相对论力学之中，推动物理学发展到一个新的高度。对论力学之中，推动物理学发展到一个新的高度。4、相对论的意义、相对论的意义4/30/2024 相对论的提出是物理学思想的一次重大革命，它否定了经典16我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物三、普朗克量子学说的创始人诞生1900年，为了解决热辐射理论上的疑点，德国物理学家普朗克普朗克提出了量子假说。内容：辐射是由具有能量的基本单位量子实现的。发展爱因斯坦用量子论解释光电效应，波粒二象性。玻尔提出有关原子的量子理论。20世纪30年代，量子力学建立起来。意义使人类对微观世界微观世界的基本认识取得革命性进步。量子论与相对论量子论与相对论构成现代物理学的基础。弥补了经典力学在认识微观世界方面的不足。开阔视野，改变了人们认识世界的角度和方式。4/30/2024三、普朗克量子学说的创始人诞生1900年，为了解决热辐射17我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物经典力学经典力学小结：力学的进展历程小结：力学的进展历程、量子力学、量子力学相对论力学相对论力学经典力学的经典力学的奠基奠基1717世纪初世纪初经典力学的经典力学的建立建立1717世纪后期世纪后期相对论相对论2020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）爱因斯坦爱因斯坦（德）（德）普朗克普朗克（德）（德）4/30/2024经典力学小结：力学的进展历程、量子力学相对论力学经典力学18我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 如果说如果说文艺复兴文艺复兴把神从人的精神领域把神从人的精神领域驱逐出去，那么驱逐出去，那么_把神从天文学领域驱逐出去把神从天文学领域驱逐出去_把神从无生命的领域驱逐出去把神从无生命的领域驱逐出去_把神从有生命的领域驱逐出去把神从有生命的领域驱逐出去哥白尼哥白尼牛顿牛顿达尔文达尔文4/30/2024 如果说文艺复兴把神从人的精神领域驱逐出去，那么19