课物理学的重大进展.ppt

第七单元近代以来世界的科学历程,整体感知,科学勃兴进展辉煌,转化生产科技革命,文艺复兴思想解放,经典力学、相对论和量子论、进化论（1、2课）,三次科学技术革命（3、4课）,近现代世界科技历程,物理学生物学科技革命,探究：他们分别是什么人？有什么贡献？,第1课物理学的重大进展,一.开创近代科学,二.近代科学的形成,三.物理学革命,总体把握本课知识,经典力学,相对论,量子论,伽利略,奠基,创立,牛顿,发展,爱因斯坦普朗克,探究问题一,1.为什么16世纪中期以后科学开始进入新时代?,2.伽利略取得了哪些方面的成果?对科学的发展有何贡献?,意大利伽利略（15641642）,个人:科学家勇于探索和创新的精神,怀疑是向哲学迈出的第一步狄德罗,问题1.为什么16世纪中期以后科学开始进入新时代?,经济:资本主义的发展提供了物质基础,思想:文艺复兴、宗教改革等思想解放运动的影响,物理学落体定律、匀速运动、匀加速运动发现科学研究方法天文学用自制望远镜观测天体并证明了“日心说”,问题2.伽利略取得了哪些方面的成果?,1590年，伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落地”的著名实验，从此推翻了亚里士多德“物体落地下的速度和重量成比例”的学说，纠正了这个持续了1900年之久的错误结论。,伽利略所做的两个铁球同时落地实验,问题3.你认为伽利略能够确定落体定律的关键途径和方法是什么?对你有何启示?,太阳中心说,？,哥白尼1473-1543、波兰天体运行论提出太阳中心学说，掀起天文学的革命，从根本上动摇了宗教神学的理论基础，标志着近代自然科学开始从神学的束缚中独立、解放出来，即近代自然科学开始产生。,伽利略（15641642）、意大利他第一个把望远镜对准天空进行观测，出版了星空使者一书。1632年，他出版了关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话，把哥白尼的学说推到了最终胜利的阶段。,1.伽利略的发现以及他开始的科学方法,标志着物理学的真正开端.2.为经典力学的创立奠定了基础3.开创了近代科学,问题4.伽利略取得的成果对科学的发展有何贡献?,探究问题二,1.为什么17、18世纪物理学大发展-经典力学建立?,2.牛顿在物理学取得了哪些成就?对人类有何贡献?,3.牛顿你了解多少?从他身上能感悟到什么?他的经典力学是否已穷尽物理学领域?,经典力学建立的背景:,经济.17、18世纪工场手工业经济的需要.,理论.力学的研究对象最直接.,牛顿（16421727）,生于英国林肯郡，1665年毕业于剑桥大学三一学院，获学士学位。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长，还担任过英国议会议员，授予爵士称号。1727年，病逝，被安葬于威斯敏斯特教堂，这是一种极高的荣誉。,牛顿的成果自然哲学的数学原理牛顿的贡献,1.经典力学体系的建立标志着近代科学的形成,2.牛顿力学和热学引发了以英国工业革命为起点的第一次技术革命，人类社会进入蒸汽时代,3.牛顿用数学方法精确描述宇宙运行的自然法则，为法国启蒙思想和唯物主义哲学奠定了科学基础,牛顿在物理学取得了哪些成就?对人类有何贡献?,1781年天王星被发现，科学家用牛顿力学计算它的轨道，可是计算结果总是同观测纪录不大相符。经反复核算，观测无误。那问题是否出现在牛顿力学上面？法国的勒维列和英国的亚当斯坚信牛顿力学的正确，大胆猜想计算结果之所以不理想，,是因为太阳系中还有一颗未知的行星，我们没有考虑到它对天王星的引力作用。他们用牛顿力学算出了这颗未知行星的位置和质量。1848年9月23日，柏林天文台台长在收到勒维列来信的当晚，用望远镜对准勒维列所指出的位置，一下子就看到了一颗新的行星海王星。勒维列无需观测星空，就在笔尖上发现了新行星。牛顿力学又创造了新的奇迹。,海王星和冥王星的发现,被誉为“近代科学之父”,牛顿的墓志铭：自然界和自然规律隐藏在黑暗中，上帝说让牛顿出生吧，于是一切都成为光明！,1.显著特征1）注重实验2）数学化2.适用范围只适用于宏观物体（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,经典力学中应注意的地方,经典物理学是以日常生活中常见的低速运动的物质为研究对象的，在这里，时间和空间被认为是绝对的，是与物质运动无关的因素。似乎宇宙间存在着一个永远走动着的大钟，在任何情况下，它的速率永远都是相同的，世界上的一切运动在时间上都以它为度量标准。因此，一旦物理学研究的这种基础发生变化，如所研究的物质是以光速或接近光速运动时，经典物理学的某些结论就变得不准确。,“物理学危机”,探究问题三,1.19世纪末20世纪初物理学发展进入新阶段的原因是什么?,2.爱因斯坦和普朗克的研究成果及价值有哪些?,3.物理学的发展给了我们什么样的启示？,科学的飞速发展，出现了无法解释的新现象,问题1新发展的背景:,.19c末20c初，电子和放射性的发现使人们对物质的认识深入到原子内部。大量实验证明微观粒子的运动不能用通常的宏观物体运动规律来描述,爱因斯坦（1879-1955）1905-1916年间提出了相对论，发展了牛顿力学。,艾伯特爱因斯坦（18791955），1879年3月14日诞生在德国乌尔姆的一个犹太人家中。1894年举家迁居意大利米兰。1900年毕业于瑞士苏黎世工业大学。爱因斯坦被认为是最富于创造力的科学家，他不但创立了相对论，还提出了光量子的概念，得出了光电效应的基本定律，并揭示了光的波粒二重性本质，为量子力学的建立奠定了基础。为此荣获1921年度的诺贝尔物理学奖。同时，他还证明了热的分子运动论，提出了测定分子大小的新方法。,走进科学家,普朗克（18581947）生于基尔。1879年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大学任教。由于量子论创立，普朗克获得1918年诺贝尔物理学奖。他的父亲是一位杰出的法律教授。普朗克家是德国人所具有的最好品质的范例：诚恳，忠于职守，他的业余爱好是音乐，在这方面表现了专业艺术才干；另一项业余爱好是他一直坚持到晚年的登山运动。,问题2成果及价值:,普朗克提出量子论,光速不变原理,1900年，关于正常光谱能量分布定律的理论,成果:爱因斯坦提出相对论,价值:,3.揭示了微观世界的特殊的运动规律，有力地冲击了经典物理理论，指出了经典物理的适用范围（即适用于宏观世界）。,1.是物理学思想的重大革命。,2.相对论否定了经典力学的绝对时空论，深刻揭示了时间和空间的本质属性。发展了牛顿力学，将其概括在相对论力学之中，推动物理学发展到一个新的高度。,3.,提出量子论和相对论的影响,量子论和相对论一起，构成了现代物理学的基本理论框架。使人们的认识深入到新的层次和领域，特别是发现了微观物质的运动规律。为现代自然科学和现代技术革命提供了重要的理论基础。,量子论和相对论是现代物理学的两大支柱，量子论的形成标志着人类对于客观规律的认识，开始从宏观世界深入到微观世界。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、氢弹和建立核电站。量子力学还为电子技术、半导体技术、晶体技术和激光技术等奠定了理论基础。,问题3：物理学的发展给我们什么样的启示？,敢于质疑，勇于创新，实践出真知,1、爱因斯坦相对论的提出是物理学领域的一场重大革命，主要是因为否定了经典力学的绝对时空观揭示了时间、空间并非绝对不变的本质属性打破了经典力学体系的局限性使人类对客观世界的认识开始从宏观世界深入到微观世界A、B、C、D、2、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,A,D,3、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、经典物理学所适用的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4、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,C,B,第1课物理学的重大进展,一、物理学发展的原因文艺复兴、宗教改革等思想解放运动的影响资本主义的发展提供了物质基础科学家勇于的探索精神二、物理学发展的过程,三、物理学发展过程中的主要成就及意义,中世纪时，基督教会宣扬的宇宙观是:宇宙是一个封闭的大盒子或大帐篷，天是盒（篷）盖，地是盒（篷）底，圣地耶路撒冷居盒（篷）底的中央，日月星辰悬挂在盖上，此即“宇宙帐篷说”。,后来，亚里士多德和托勒密所提出的希腊宇宙体系逐渐深入人心，托马斯阿奎那将亚里士多德理论融入基督教神学之后，地心理论即获得了正统地位。地球居宇宙中心的思想被赋予了宗教意义，人类及其居住的地球被置于上帝的怀抱之中，沐浴着上帝的光辉，并被圣恩所笼罩。上帝位处宇宙的最外层，推动着宇宙的运行，注视着人类的一举一动。,地心说,