物理学的重大进展教案(新人教版必修3).doc

第11课 物理学的重大进展 教案课程标准1、了解经典力学的主要内容，认识其在近代自然科学理论发展中的历史地位。2、简述进化论的主要观点，概括科学与宗教在人类起源问题上产生分歧的根源。3、以蒸汽机的发明和电气技术的应用等为例，说明科学技术进步对社会发展的作用。4、知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义。5、以网络技术为例，理解现代信息技术对人类社会的影响。课标解读1、基本概念：自然科学、经典力学、进化论、相对论、知识经济、信息社会2、主干知识：近代以来科技发展的原因、成就和影响以及典型科学家的事迹三维目标1、知识与能力：伽利略的发现以及他开始的科学研究方法，标志着物理学的真正开端牛顿力学体系即经典力学体系的建立；海王星、冥王星的发现；经典力学体系的建立标志着近代科学的形成1905年爱因斯坦提出了狭义相对论和光速不变原理；1916年他完成了广义相对论的最终形式普朗克量子论的诞生；爱因斯坦推动了量子论的发展2、过程与方法：问题探究，历史比较3、情感态度价值观：科学真理需要勇于探索、执着追求的精神科学理论在不断完善、创新人类对客观规律的认识不断深入板书：一、经典力学的重要奠基者伽利略1、落体定律、匀速运动、匀加速运动2、用自己制造的望远镜证明了哥白尼的“日心说”二、经典力学的建立1、经典力学体系的概念 2、标志：自然哲学的数学原理3、显著特征4、影响三、从经典力学到相对论1、相对论提出的历史背景 2、相对论的提出及主要内容3、相对论提出的历史意义四、量子论的诞生与发展1、量子论的诞生（普朗克）2、量子论的发展和量子力导言：文艺复兴以来，崇尚理性的风气推动了欧洲近代自然科学的诞生，自然科学的兴起使人类在很多领域取得了辉煌的成就，今天我们就来学习物理学方面的重大发展。首先我们来了解的就是经典力学的奠基者伽利略。一、经典力学的重要奠基者伽利略1、 时代背景 2、 力学贡献3、 天文学贡献4、 影响问题一：为什么16世纪中期以后科学会出现新时期？（背景）?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问题二：伽利略在物理学、天文学方面突出的贡献是什么？物理学第一个把实验引进力学的科学家否定了亚里士多德的“落体运动法则”，确定了正确的自由落体定律，对运动的基本概念作了详尽的研究，并给出了严格的数字表达式，为牛顿提出第一第二定律奠定了基础。是牛顿的先驱。天文学用自制望远镜观测天体，并证明了“日心说”彻底否定了托勒密和亚里士多德统治一千多年的地心说意义：为经典力学的建立奠定了基础；证明了“日心说”；发现的科学研究方法标志着物理学的真正开端二、经典力学的建立教师介绍：牛顿出生于英国的林肯郡，1665年毕业于著名的剑桥大学三一学院，获得学士学位。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，他还担任过英国议会议员，授予爵士称号。1727年，他病逝，被安葬于威斯敏斯特教堂，这是一种极高的荣誉。问题五：牛顿有哪些重要贡献？其中最重要的是什么1、在光学方面，牛顿发现了日光是由不同的颜色即不同波长的光构成的，奠定了光谱分析的基础，制作了牛顿色盘。他在1704年出版了光学一书，创立了光的“微粒说”。2、在热学方面也有研究成果，确定了冷却定律3、在数学方面，他与莱布尼兹几乎同时创立了微积分学，同时，他还在前人研究基础上，建立了二项式定理。4、在天文学领域，他在1671年创制了反射望远镜，初步考察了行星的运动规律；他还解释了潮汐现象，并预言地球不是正球体，并由此说明了岁差现象。最大贡献：力学物体运动三大定律；万有引力定律；形成经典力学体系1、经典力学的形成2、经典力学的实践：海王星和冥王星的发现3、经典力学的特征：4、影响：促进资本主义两次科技革命的出现，标志近代自然科学的形成过渡：但是到阿19世纪末，经典力学受到挑战，19世纪末，物理学界连续发生了三个重大事件，这就是X射线、放射性和电子的发现。这三大发现以实验事实使得原子不可分、不变化的传统观念发生了动摇。物理学家们曾认为的似乎已经基本上完成了的经典物理学体系，从根本上出现了动摇，这就是所谓的“物理学危机”。 过去的物理学都以牛顿的理论为基础，认为时间和空间是绝对的，两者是没有任何直接联系的。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。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。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三、从经典力学到相对论相对论的两个基本原理是相对性原理和光速不变原理。在相对性原理中，爱因斯坦认为时间、运动、质量不是绝对的，而是相对的。较典型的现象是运动的物体长度变短（尺缩效应）、运动的钟比静止的钟走得慢（钟慢效应）、运动的物体重量变大。相对论的提出可以广泛地解释不同运动的物质，创立了一个全新的物理世界，极大地扩展了物理学应用的领域，也使人们对自然规律的探索从普通世界深入到广阔的宏观宇宙空间。由于相对论的观点与人们的日常经验不太一致，甚至有着尖锐的冲突，相对论从一开始就受到包括一些科学家在内的很多人的反对。1921年爱因斯坦获得了诺贝尔奖，当时不少德国的诺贝尔奖获得者威胁说，如果给相对论授奖，他们就要退回已获得的奖章，结果评选委员会只好让爱因斯坦作为光电效应理论的建立者得奖，相对论始终没有获得诺贝尔奖。但相对论在物理学上却非常合理且为实验所证实。1、 背景2、 狭义相对论：光速不变3、 广义相对论：空间和时间不可能离开物质而独立存在，空间结构和性质取决于物质的分布。4、 意义：深刻揭示了时间和空间的本质属性，发展了牛顿力学，推动物理学进入新阶段。四、量子论的诞生与发展1、背景：人们对物质的认识深入到微观世界2、产生（普朗克）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。 3、发展：解释光电效应光的本质4、影响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、半导体技术和激光技术等奠定了理论基础。小结：物理学的发展给了我们什么样的启示？敢于质疑，勇于创新，实践出真知