近代物理学的奠基人和革命者新(教育精品)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,近代,自然科学的诞生,1、,标志,：1543年,哥白尼,的“日心说”,天体运行论,从公元476年西罗马帝国灭亡到十五世纪中叶的中世纪，基督教神学占据统治地位，,“,科学只是教会恭顺的婢女，它不得超越宗教所规定的界限。,”,圣经神话成为构成宇宙体系的依据。随着西欧资本主义经济的发展、,文艺复兴和宗教改革运动的开展，欧洲的先哲们从怀疑教会推崇的,“,地心说,”,开始，首先在天文学领域对教会的神学世界观发起了猛烈的冲击，他们通过观察和实验，提出了许多新的理论，从而促使了近代物理学的产生和发展。,近代,自然科学的诞生（开始形成）,1、,标志,：,1543年,哥白尼,的“日心说”,天体运行论,2、原因：,（1）经济上：西欧封建社会内部逐渐产生了,资本主义,的生产方式。,（2）思想上：,文艺复兴,使人从长期的基督教神学的束缚中解放出来。,3、,特点：,（1）,主要依靠科学实验和科学理论的发展；,（2）科学和技术开始联系并走向紧密结合。,4、影响：,（1）,传播理性精神，冲击宗教神学思想，为启蒙运动奠基；,（2）科学和技术紧密结合，推动技术革新和资本主义经济发展。,探索发现,近代物理学的奠基人和革命者,一,、,经验力学,亚里士多德（16世纪前）,亚里士多德：,力学观：有力则动，无力则静,地位：中世纪被教会奉为教条。,材料一：,人的思维创造一直在改变一个宇宙图景。伽利略对科学的贡献就在于,毁灭,直觉的观点,而用,新的观点,来,代替,它。这就是伽利略的发现的重大意义。摘自爱因斯坦谈伽利略的贡献,1、,直觉的观点,和,新的观点,分别指什么？,2、伽利略对,科学理论,的贡献是什么？,亚里士多德：,力学观：,有力则动，无力则静,伽利略：,通过观察、实验和推理，得出结论：,若不受阻则恒动,突出成就：,创立,自由落体定律,飞跃之一,否定前人,1609年，伽利略创制了天文望远镜。,他观测到月球表面凹凸不平，并绘制了第一幅月面图。,伽利略的折射式望远镜,伽利略的手稿,二,、,经典力学,1、奠基：伽利略（16世纪）,强调科学实验，创立自由落体定律。,材料二：,真理不在蒙满灰尘的权威著作中，而是在宇宙、自然界这部伟大的无字书中。,在他离开人世的前夕，他还重复着这样一句话：“追求科学需要,特殊的勇气,。”,伽利略语录,材料三：,恩格斯称他是“不管,有何障碍，都能不顾一切而,打破旧说，创立新说的巨人之一”。,敢于否定权威，敢于探索的精神,学习探究一,300年前，人类的思想还被迷信和恐惧所充斥：水为什么往低处流？太阳为什么升起落下？,这些今天看来简单得不能再简单的问题，当时的人们是根本无法认识和把握的，他们只能将一切归于,。,上帝的神秘力量,牛顿的出现，终结了这种状态，,宣告了,科学时代,的来临。匍匐在上帝脚下的人类，开始用,打量世界。,自己的眼光,解读,大国崛起解说词,中的牛顿及其时代,“我好像是一个在海边玩耍的孩子，不时为拾到比通常更光滑的石子或更美丽的贝壳而欢欣鼓舞，而展现在我面前的是完全未探明的真理之海。”,牛顿临终遗言,你知道牛顿捡到了哪些“光滑的石子”和“美丽的贝壳”？,经,典,力,学,体,系,牛顿运动三定律,惯性定律,加速度定律,作用和反作用力定律,万有引力定律,牛顿从研究地球对月球引力入手，综合开普勒等人的成果，运用微积分，成功导出万有引力定律。,1687年,，牛顿撰写的,自然哲学的数学原理,出版，,标志近代自然科学的,正式,形成。,他在书中确定了解决万有引力问题的物体运动,三大定律,，阐明万有引力的概念并把它应用到天文学中。他在书中还解释了潮汐现象、地球的圆扁形状等问题。,二,、,经典力学,2、建立者：牛顿,意义,：,牛顿的运动三定律构成了近代力学体系的基础，成为整,个近代物理学的,重要支柱,。,牛顿力学体系对自然界的力学现象做了系统合理的说明，从而完成了人类对自然界认识史上的,第一次理论大综合,。,成为近代科学,正式,形成的,标志,。,自然科学摆脱了,神学,的束缚，进入,全面繁荣,的时代，各,门科学的理论体系纷纷建立起来，推动了自然科学的发展。,实践的验证：,根据万有引力定律，人们准确地算出了地球的平均密度和扁平率，正确地解释了,潮汐,的成因。,1846年，海王星的发现，体现了自然科学所具有的惊人的预见力和巨大的理论指导意义,自然界和自然规律隐藏在黑暗中,上帝说，让牛顿出生吧！于是一切都是光明。蒲伯,思考：牛顿的一生有哪些重大理论发现？这些理论发现的贡献是什么？,1、数学：,提出二项式定理以及微积分的初步算法,2、光学：,1）用自制的折射望远镜对太阳光实验，证明日光由七色光组成，还进一步说明物体颜色的形成原理,2）1672年关于光和色的新理论提出光的本质是微粒学说。与惠更斯的,“,波动说,”,构成了关于光的两大基本理论。,3、天文学：,1）用反射望远镜考察行星运动分析潮汐现象，预言地球不是正球体,2）发现万有引力定律，推动人们对天体运动研究,4、物理学：,自然哲学中的数学原理提出三大运动基本定律和万有引力定律，标志牛顿力学体系建立即经典力学体系建立。,质疑与思考：经典力学体系是最完美的物理学理论吗？,19世纪末，面对经典物理学近乎完美的发展，有的物理学家表示：,“,19世纪已经将物理大厦全部建成，今后物理学家只是修饰和完美这座大厦。,”,经典物理学是以日常生活中常见的,低速运动,的物体,为研究对象的,，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,在这种背景下，,相对论与量子论,应运而生,1、量子论的诞生与发展,诞生,标志：1900年,，,普朗克,关于正常光谱能量分布定律的理论,，研究热辐射中的能量分布。,三,、现代物理学理论的发展,（20世纪初）,影响：,量子力学成为反映自然界基本规律的理论体系，指导者人们向物质运动的各个层面进行深入探讨。,标志着人类对客观规律的认识，开始从宏观世界深入到微观世界。,改变了近代物理学中的传统观念,使物理学乃至整个自然科学的观念发生了重大变革。,1、量子论的诞生与发展,发展,：,（1）德国,爱因斯坦：解释光电效应,（2）法国德布罗意：提出物质波理论；,（3）奥、德物理学家：建立量子力学,二、现代物理学理论的发展,狭义相对论发表100周年，,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。,关于相对论，有人说：这个形式简洁优美的理论蕴藏了太多令人惊讶的内容，100年来，人们时时从中悟出宇宙层出不穷的奥秘，直到今天，这里还有很多内容没有被我们悟透。,这个,“,优美的理论,”,包含了哪些主要内容呢？让我们一起来领略相对论的奥妙。,优美的理论,相对论,2、,相对论的建立-,爱因斯坦,（1）狭义相对论,创立：,1905年,，爱因斯坦发表了,论动体的电动力学,原理：一是相对性原理，二是光速不变原理，认为,时间和空间都与物质运动有关，随着物质运动速度的变化而变化,意义：,使牛顿经典力学所说的绝对时间和空间不存在了,，揭露了物质和能量的相对性，,为原子能的利用奠定了理论基础,。,（2）广义相对论,创立：,1916年,，,爱因斯坦发表,广义相对论基础,原理：,一是等效原理，二是广义相对性,物质存在的现实空间不是平坦的，而是弯曲的，空间的结构取决于物质的质量及其分布情况，空间弯曲的程度体现为引力场强度,空间、时间,不是独立的实在，它们是物质存在的形式,意义：第一次阐述了,四维时空和物质的分布相联系,的重要思想,爱因斯坦出于对人类命运的极大关注，写信建议美国务必抢在法西斯德国之前制造出原子弹；后来，当原子弹真的从潘多拉魔盒里跳出来后，爱因斯坦陷入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原子弹。他痛心地说，“,早知如此，我宁可当个修表匠！,”,反战使者,爱因斯坦的,“,时空弯曲,”,概念,这个故事形象地说明了,时间和空间的相对性。,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：,“,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士谈情说爱，那么，同样的时间你觉得哪一个更长？,”,男青年说：,“,当然坐在火炉上烤的时间觉得长久。,”,爱因斯坦说：,“,这就是我的相对论内容。,”,爱因斯坦关于相对论的比喻。,相对论打破了牛顿以来传统的绝对时空观，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，是对牛顿力学的继承和发展。,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。,探究：,相对论与牛顿力学的关系：,(3)、相对论建立的,意义（教材）,爱因斯坦相对论的建立，,是对近代物理学理论框架的重大突破,，它不仅揭示了空间、时间的可变性，而且说明，无论是空间还是时间都不能单独发生变化，时空的变化和时空结构同物质的运动和状态密不可分。,这种全新的时空观、运动观和物质观的形成，是人类思想发展史中的一次根本性变革,，对整个自然科学和哲学都产生了极其深远的影响。,量子论和相对论构成现代物理学的基本理论框架。,相对论的发表标志着人类迈入现代科学技术时代。,相对论的现实意义举例,相对论能修正GPS（全球定位系统）,全球定位系统,GPS的应用也已普及化了，许多城市的公共汽车、出租车上都安装了它。早期的GPS接收器确定物体位置的误差是在15米范围内，这个误差可以用爱因斯坦相对论来修正。,红色,代表过去,蓝色,代表未来,黄绿,代表连结 过去到未来,2005世界物理年,对物理学家而言，这个标识象征的是光锥；对一般大众而言常被看成是沙漏，象征着,爱因斯坦,在时间相对性上渊博的见解及洞察力。,为什么15世纪下半叶以后西方的科学技术取得了辉煌的成就？,a.资本主义萌芽，为近代自然科学的兴起奠定了物质基础,（,物质基础,）,b.新兴资产阶级在生产中的技术改造和要求掌握政权，对自然科学的迫切需要。（,经济上和政治上,）,c.文艺复兴以来，崇尚科学、知识、注重实验，鼓励探索未知世界。（,思想条件,）,d.新航路开辟，重商主义，殖民扩张，资产阶级为了满足日益扩大的市场需求，迫切需要革新科技来提高生产，征服世界。（,生产经验、技术能力,）,e.科学家勇于探索的精神。,经验力学,（中世纪）,经典力学,（17世纪）,现代物理学,（19世纪末20世纪初）,伽利略,（意）,牛顿,（英）,普朗克,（德）,爱因斯坦,（德）,物理学的发展历程,亚里士多德,（2008上海）“月亮既不会掉下来，也不会离去，那是因为它的运动正好抵消了地球的引力。”说这句话的科学家是,A.牛顿 B.波义耳,C.拉瓦锡 D.哥白尼,链接高考,A,（2008江苏，15）一位科学家的墓碑上镌刻着这样的铭文：“他以神一般的力量，第一个说明了行星的运动和图像。”这位科学家应该是,A.伽利略 B.牛顿,C.爱因斯坦 D.普朗克,B,1 现代自然科学和现代技术革命的基础是,A、牛顿力学 B、相对论,C、量子假说 D、量子理论、相对论,D,2、下列表述不正确的是,A、牛顿创立的经典力学是经典物理学的基础,B、经典物理学所适用主要是日常生活中的物理现象,C、相对论的提出证明经典的物理学是完全错误的,D、量子理论使人类对微观世界的基本认识有了革命性的进步,C,3、海王星的发现是根据,A、哥白尼日心说的推算 B、牛顿理论的推测,C、法拉第演说计算,D、爱因斯坦对时间、空间属性的揭示,B,