第11課物理學(xué)的重大進展蔡

第11課物理學(xué)的重大進展課標要求：了解經(jīng)典力學(xué)的主要內(nèi)容，認識其在近代自然科學(xué)理論發(fā)展中的歷史地位；知道相對論、量子論的主要內(nèi)容，認識其意義。近代以來世界的科學(xué)發(fā)展歷程----經(jīng)典力學(xué)、相對論和量子論、進化論----三次科技革命科學(xué)勃興進展輝煌轉(zhuǎn)化生產(chǎn)科技革命文藝復(fù)興思想解放科技歷程----近代自然科學(xué)的產(chǎn)生近代科學(xué)的誕生提出日心說，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)。哥白尼（1473--1543）文藝復(fù)興時期信奉“日心說”的布魯諾1548--1600被教會以火刑處死。伽利略與望遠鏡17世紀初，伽利略發(fā)明了第一架天文望遠鏡，在發(fā)現(xiàn)木星的四顆大衛(wèi)星之后，看到了猶如一把彎鐮的金星。伽利略在《星際使者》一書中向人們報告了自己的發(fā)現(xiàn)。這一重大發(fā)現(xiàn)有力地駁斥了地心說，為哥白尼的日心體系提供了一個強有力的證據(jù)。伽利略的折射式望遠鏡1609年，伽利略創(chuàng)制了天文望遠鏡。他觀測到月球表面凹凸不平，并繪制了第一幅月面圖。伽利略的手稿伽利略因支持哥白尼的日心說而被教廷審訊由于宣傳哥白尼學(xué)說，1616年宗教裁判所責令伽利略保持沉默?！秾υ挕繁徽J為違反禁令。伽利略被召到羅馬，囚禁—缺席審判—苦刑恐嚇—當眾跪著懺悔—終身監(jiān)禁，他的書也被列為禁書。

1642年，在貧病交加中逝世，享年78歲。1983年，羅馬教廷正式承認，350年前宗教裁判所的審判是錯誤的?！案鐐惒及l(fā)現(xiàn)了新大陸，伽利略發(fā)現(xiàn)了新宇宙”勇于探索、捍衛(wèi)真理，為理想獻身的精神一、經(jīng)典力學(xué)第11課物理學(xué)的重大進展一經(jīng)典力學(xué)奠基者——伽利略1主要成就：創(chuàng)立科學(xué)的研究方法：實驗和觀察。物理學(xué)：自由落體定律，天文學(xué)：自制望遠鏡觀察天體并取得大量成果的第一人，證明了哥白尼“日心說”的正確性。2意義：伽利略開創(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)，為經(jīng)典力學(xué)創(chuàng)立和發(fā)展奠定基礎(chǔ)。還未正式形成一、經(jīng)典力學(xué)第11課物理學(xué)的重大進展一經(jīng)典力學(xué)奠基者——伽利略二經(jīng)典力學(xué)建立者——牛頓內(nèi)容：創(chuàng)立標志：1687年發(fā)表《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》提出了物體機械運動三大定律和萬有引力定律慣性定律、加速度定律、作用力和反作用力定律形成了以實驗為基礎(chǔ)的以數(shù)學(xué)為表達形式的牛頓力學(xué)體系。牛頓的主要成就：光學(xué)：牛頓色盤；“微粒說”。數(shù)學(xué)：微積分學(xué)；二項式定理。天文學(xué)：反射望遠鏡；潮汐，地球形狀，歲差。物理學(xué)：運動三大定律；萬有引力定律。恩格斯牛頓由于提出了萬有引力定律而創(chuàng)立了科學(xué)的天文學(xué)；由于進行了光的分解，而創(chuàng)立了科學(xué)的光學(xué)；由于創(chuàng)立了二項式定律和無限理論而創(chuàng)立了科學(xué)的數(shù)學(xué)；由于認識了力的本質(zhì)，而創(chuàng)立了科學(xué)的力學(xué)一、經(jīng)典力學(xué)第11課物理學(xué)的重大進展一經(jīng)典力學(xué)奠基者——伽利略二經(jīng)典力學(xué)建立者——牛頓內(nèi)容：創(chuàng)立標志：1687年發(fā)表《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》提出了物體機械運動三大定律和萬有引力定律慣性定律、加速度定律、作用力和反作用力定律標志著近代科學(xué)的形成和人類科學(xué)時代的開始海王星的發(fā)現(xiàn)說明了什么？以前發(fā)現(xiàn)的行星，都是先通過肉眼或望遠鏡看到，然后根據(jù)觀測記錄計算出它們的運動軌道。而海王星的發(fā)現(xiàn)，是先通過理論分析，計算出了它的運動軌道，然后用望遠鏡按照計算的結(jié)果去觀測，果然在預(yù)言的位置附近發(fā)現(xiàn)了它。對解釋和預(yù)見物理現(xiàn)象有決定性意義（發(fā)現(xiàn)了海王星、冥王星）三百年前，人類的思想還充斥著迷信和恐懼，水為什么往低處流？太陽為什么升起落下？這些今天看來簡單之極的問題，在當時卻是根本無法認識和把握的。直到牛頓出現(xiàn)，人類才終于結(jié)束了這種狀態(tài)。——《大國崛起》解說詞用數(shù)學(xué)方法精確描述宇宙運行的自然法則，為啟蒙思想和唯物主義哲學(xué)奠定了科學(xué)基礎(chǔ)，使人類思想不斷解放。一、經(jīng)典力學(xué)第11課物理學(xué)的重大進展一經(jīng)典力學(xué)奠基者——伽利略二經(jīng)典力學(xué)建立者——牛頓內(nèi)容：創(chuàng)立標志：1687年發(fā)表《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》提出了物體機械運動三大定律和萬有引力定律慣性定律、加速度定律、作用力和反作用力定律1對解釋和預(yù)見物理現(xiàn)象有決定性意義（發(fā)現(xiàn)了海王星）2牛頓力學(xué)和熱學(xué)推動了工業(yè)革命3用數(shù)學(xué)方法精確描述宇宙運行的自然法則，為啟蒙思想和唯物主義哲學(xué)奠定了科學(xué)基礎(chǔ)，使人類思想不斷解放4標志著近代科學(xué)的正式形成影響：一、經(jīng)典力學(xué)第11課物理學(xué)的重大進展二、現(xiàn)代物理學(xué)19世紀末，面對經(jīng)典物理學(xué)近乎完美的發(fā)展，有的物理學(xué)家表示：“19世紀已經(jīng)將物理大廈全部建成，今后物理學(xué)家只是修飾和完美這座大廈?！?9世紀末，物理學(xué)界連續(xù)發(fā)生了三個重大事件：射線、放射性和電子的發(fā)現(xiàn)（微觀物理學(xué)）。這三大發(fā)現(xiàn)以實驗事實使得原子不可分、不變化的傳統(tǒng)觀念發(fā)生了動搖。物理學(xué)家們曾認為的似乎已經(jīng)基本上完成了的經(jīng)典物理學(xué)體系，從根本上出現(xiàn)了動搖，這就是所謂的“物理學(xué)危機”。經(jīng)典力學(xué)存在局限性，面臨著危機和挑戰(zhàn)建立在絕對時空觀的理論之上適用的范圍主要是人們?nèi)粘Ｉ钪械奈锢憩F(xiàn)象經(jīng)典力學(xué)無法解釋物理學(xué)研究中遇到的一些新問題：高速運動中的物理現(xiàn)象微觀粒子的運動第11課物理學(xué)的重大進展二、現(xiàn)代物理學(xué)一相對論——愛因斯坦狹義相對論廣義相對論相對論1905年，愛因斯坦提出狹義相對論：質(zhì)量、空間、時間隨著運動速度的變化而變化，即尺縮效應(yīng)和鐘慢效應(yīng)1916年，愛因斯坦提出廣義相對論：時間和空間的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不僅取決于物體的運動狀態(tài)，也取決于物質(zhì)本身的分布狀態(tài)，即時空可以扭曲當速度接近光速時當速度達到光速時：質(zhì)量（重量）增加時間變慢——鐘慢效應(yīng)長度變短——尺縮效應(yīng)鐘表不走了——時間停止了二、現(xiàn)代物理學(xué)經(jīng)典力學(xué)狹義相對論廣義相對論相對論和經(jīng)典力學(xué)的關(guān)系相對論打破了牛頓以來傳統(tǒng)的絕對時空觀，但并非全盤否定牛頓力學(xué)。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。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。第11課物理學(xué)的重大進展二、現(xiàn)代物理學(xué)一相對論——愛因斯坦二量子論——普朗克量子論背景成就意義19世紀末20世紀初，人們對物質(zhì)的認識深入到了原子的內(nèi)部，宏觀物體運動規(guī)律無法解釋微觀粒子的運動。提出：1900年，德國物理學(xué)家普朗克提出量子假說，標志量子論的誕生；發(fā)展：愛因斯坦用量子論成功解釋了“光電效應(yīng)”，丹麥物理學(xué)家玻爾提出了有關(guān)原子的量子理論；20世紀30年代，量子力學(xué)建立起來。是人類認識微觀世界的革命性的進步，與相對論一起彌補了經(jīng)典力學(xué)，改變了人們認識世界的角度和方式；成為20世紀最深刻、最有成就的科學(xué)理論之一，與相對論一起，構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)，推動了物理學(xué)自身的進步；二量子論——普朗克第11課物理學(xué)的重大進展一經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立1近代科學(xué)產(chǎn)生的背景2伽利略——經(jīng)典力學(xué)的奠基者3牛頓創(chuàng)立經(jīng)典力學(xué)體系二相對論的創(chuàng)立1背景：19世紀出現(xiàn)經(jīng)典力學(xué)無法解釋的新現(xiàn)象2提出：愛因斯坦狹義相對論和廣義相對論3歷史意義：對物理學(xué)對人類思想三量子論的誕生與發(fā)展1背景：經(jīng)典力學(xué)無法解釋微觀的粒子運動2誕生：1900年普朗克提出量子假說3發(fā)展：愛因斯坦玻爾4意義：革命性進步現(xiàn)代物理學(xué)基礎(chǔ)開闊視野——適用于宏觀物體低速運動狀態(tài)——適用于宏觀宇宙高速運動狀態(tài)——適用于微觀世界的粒子運動（2015·江蘇單科·15）“科學(xué)革命引發(fā)了觀念形態(tài)的革命：宗教神秘主義的面紗和覆蓋真相的無知之幕被理性之手撩開一角，傳統(tǒng)的權(quán)威受到撼動，人類第一次從對自然恐懼的陰影下走出來，重新審視自身的價值和能力?！贝颂帯翱茖W(xué)革命”的代表人物是A．牛頓B．達爾文C．愛因斯坦D．普朗克【考點】經(jīng)典力學(xué)——牛頓對經(jīng)典力學(xué)建立所作的貢獻、經(jīng)典力學(xué)在近代自然科學(xué)理論發(fā)展中的歷史地位【解析】文藝復(fù)興以后，近代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，1687年，牛頓把地球上的物體的運動和天體運動概括到同一個理論之中，形成了經(jīng)典力學(xué)體系，確認了物體宏觀運動的規(guī)律，對解釋和預(yù)見物理現(xiàn)象具有決定的意義，改變了自古代中世紀以來人們的認識論和方法論，與“引發(fā)了觀念形態(tài)的革命：……人類第一次從對自然恐懼的陰